WO2023053863A1 - 電極用バインダー、電極、及び蓄電デバイス - Google Patents

電極用バインダー、電極、及び蓄電デバイス Download PDF

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WO2023053863A1
WO2023053863A1 PCT/JP2022/033421 JP2022033421W WO2023053863A1 WO 2023053863 A1 WO2023053863 A1 WO 2023053863A1 JP 2022033421 W JP2022033421 W JP 2022033421W WO 2023053863 A1 WO2023053863 A1 WO 2023053863A1
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electrode
structural unit
meth
mass
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PCT/JP2022/033421
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Inventor
麗奈 入江
昌輝 横谷
剛 宮本
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株式会社大阪ソーダ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32Carbon-based
    • H01G11/38Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention is used for secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries and nickel-hydrogen secondary batteries, electricity storage devices such as electrochemical capacitors, and particularly non-aqueous electrolyte-based electricity storage devices using a non-aqueous electrolyte such as an organic solvent as the electrolyte.
  • the present invention relates to an electrode binder, an electrode containing the electrode binder, and an electric storage device including the electrode.
  • Electricity storage devices such as lithium-ion secondary batteries and electrochemical capacitors are used in electronic devices such as mobile phones, laptop computers, and camcorders. Recently, due to the increasing awareness of environmental protection and the development of related laws, the application of batteries for in-vehicle applications such as electric vehicles and hybrid electric vehicles and as storage batteries for household power storage is also progressing.
  • Electrodes used in such electricity storage devices are generally obtained by applying an electrode material comprising an active material, a conductive aid, a binder, and a solvent onto a current collector and drying it.
  • Binders are required to have excellent binding properties when used in electrodes and to be able to impart excellent electrical properties to electrical storage devices.
  • Patent Document 1 proposes a new binder.
  • a binder that is particularly excellent in binding properties, and further investigation is required.
  • the present applicant has developed a binder having an aromatic group as in Patent Document 2 in order to develop a binder that has excellent binding properties and good properties when used in an electricity storage device. Further consideration is required.
  • An object of the present invention is to provide an electrode binder that has excellent cycle characteristics when used in an electricity storage device.
  • the structural unit (B) is represented by the following general formula (2) (wherein R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each is independently any of hydrogen, a hydroxyl
  • the electrode binder according to item 1 which is a structural unit derived from a monomer represented by. Item 3 Furthermore, the following general formula (3): (In the formula, R 15 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, x is each independently an integer of 2 to 8, and n is an integer of 2 to 30.) Item 3.
  • the electrode binder according to Item 1 or 2 comprising a polymer containing a structural unit (D) derived from a monomer having a hydroxyl group represented by.
  • Item 4 The electrode binder according to any one of Items 1 to 3, further comprising a polymer containing a structural unit (E) derived from a pentafunctional or less polyfunctional (meth)acrylate monomer.
  • the pentafunctional or less polyfunctional (meth)acrylate monomer has the following general formula (5): (In the formula, each R 16 is the same or different and is a hydrogen atom or a methyl group, R 17 is a pentavalent or less organic group having 2 to 100 carbon atoms, and m is an integer of 5 or less.
  • Item 5 The electrode binder according to Item 4, which is a compound represented by ).
  • Item 6. An electrode comprising the electrode binder according to any one of Items 1 to 5.
  • Item 7. An electricity storage device comprising the electrode according to Item 6.
  • the binder of the present invention has a certain dynamic viscoelastic property in a swollen state with the solvent used in the electrolytic solution, so that it has excellent cycle characteristics when used in an electricity storage device.
  • the toughness to follow the contraction is obtained by, in addition to the structural unit derived from the aromatic group, It is presumed that it is imparted by having a structural unit derived from a monomer having an epoxy group, a (blocked) isocyanate group, or a urethane group.
  • the power storage device of the present invention is useful for vehicle-mounted applications such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, and power storage devices such as storage batteries for household power storage.
  • the power storage device includes secondary batteries (lithium-ion secondary batteries, nickel-metal hydride secondary batteries, etc.) and electrochemical capacitors.
  • (meth)acrylate means “acrylate or methacrylate”, and the same applies to expressions similar thereto.
  • the electrode binder of the present invention comprises a structural unit (A) derived from a (meth)acrylic acid alkyl ester monomer, General formula (1) below (In the formula, R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is an aromatic group which may have a substituent.)
  • (meth)acryl means “acryl or methacryl", and the same applies to similar expressions.
  • (blocked) isocyanate group means "isocyanate group or blocked isocyanate group”.
  • the structural unit (A) is a structural unit derived from a (meth)acrylic acid alkyl ester monomer.
  • the structural unit (A) is preferably a structural unit derived from a (meth)acrylic acid alkyl ester monomer having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and a (meth) acrylic having an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms.
  • Structural units derived from acid alkyl ester monomers are more preferred, and structural units derived from (meth)acrylic acid alkyl ester monomers having an alkyl group of 4 to 18 carbon atoms are particularly preferred.
  • preferred structural units (A) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, ( meth)isobutyl acrylate, n-pentyl (meth)acrylate, isopentyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, isohexyl (meth)acrylate, n-heptyl (meth)acrylate, (meth)acrylate n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and lauryl (meth)acrylate, tetradecyl (meth)acrylate, hexadecyl (meth)acrylate, heptadecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate Structural units derived from (meth)
  • the lower limit of the ratio of the structural unit (A) in the polymer is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and the upper limit is preferably 65% by mass or less, 60% by mass. % or less, and particularly preferably 55 mass % or less.
  • the structural unit (B) has the general formula (1) (In the formula, R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is an aromatic group which may have a substituent.) is a structural unit derived from The structural unit (B) contained in the polymer may be of one type, or of two or more types.
  • R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, hydrogen or A methyl group is particularly preferred.
  • R 2 is an optionally substituted aromatic group, and examples of substituents include alkyl groups such as methyl group, ethyl group and isopropyl group; unsaturated hydrocarbon groups such as vinyl group; a halogeno group such as a bromo group and an iodo group, an amino group, a nitro group, a carboxyl group, and the like.
  • the aromatic ring may have two or more.
  • the structural unit derived from the general formula (1) is represented by the following general formula (2) (wherein R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each independently any of hydrogen, hydroxyl group, alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or aromatic group which may have a substituent, and R 13 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a carbonyl group , R is an optionally substituted aromatic group, q and r are each independently a number of 0 to 3, and s is a number of 0 to 1.) Based on the monomer represented by It is preferably a structural unit.
  • R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, hydrogen or A methyl group is particularly preferred.
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each independently hydrogen, hydroxyl group, alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, substituent and is preferably hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, or an aromatic group optionally having a substituent. .
  • R 13 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a carbonyl group, preferably an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms or a carbonyl group.
  • R 14 is an optionally substituted aromatic group, and the aromatic group is preferably an aryl group, a benzyl group or a phenoxy group. Examples of substituents include alkyl groups such as methyl group, ethyl group and isopropyl group, unsaturated hydrocarbon groups such as vinyl group, halogeno groups such as fluoro group, chloro group, bromo group and iodo group, amino group, nitro group, A carboxyl group and the like can be mentioned.
  • the aromatic ring may have two or more.
  • Each of q and r is independently a number of 0 to 3, preferably a number of 0 to 2, and preferably satisfies q+r ⁇ 1. s is a number between 0 and 1;
  • structural units derived from general formula (1) include benzyl (meth)acrylate, phenoxymethyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxypropyl (meth)acrylate, and (meth)acrylate.
  • Structural units based on 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, neopentyl glycol-(meth)acrylic acid-benzoic acid ester, 2-(meth)acryloyloxyethyl-phthalic acid, etc. can be exemplified.
  • the structural unit based on the general formula (1) may be of one type, or of two or more types.
  • the lower limit of the ratio of the structural unit (B) in the polymer is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more.
  • the upper limit of the proportion of the structural unit (B) in the polymer is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 45% by mass or less. This range is preferable in terms of improving the affinity between the current collector foil and the active material when used as an electrode.
  • the total amount of the structural unit (A) and the structural unit (B) in the polymer is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more.
  • the structural unit (C) is a structural unit derived from a monomer having at least one selected from the group consisting of epoxy groups, (blocked) isocyanate groups, and urethane groups (also referred to as urethane bonds).
  • the polymer contained in the electrode binder preferably contains at least one selected from the group consisting of epoxy groups, (blocked) isocyanate groups, and urethane groups. That is, the monomer forming the structural unit C is polymerized together with the monomer forming the structural unit (A) and the monomer forming the structural unit (B) to form the structural unit C even after forming a polymer.
  • At least a portion of at least one selected from the group consisting of epoxy groups, (blocked) isocyanate groups, and urethane groups contained in the monomer preferably remains. This is because when these groups are contained in the polymer, they can function as cross-linking groups in the electrode binder and contribute to the improvement of the cycle characteristics of the electricity storage device.
  • the structural unit (C) contained in the polymer may be of one type, or of two or more types.
  • the monomer having at least one selected from the group consisting of epoxy groups, (blocked) isocyanate groups, and urethane groups preferably has a reactive double bond.
  • one kind of this structural unit may be sufficient, and two or more kinds may be sufficient as it.
  • structural units derived from monomers having epoxy groups include allyl glycidyl ether, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, and the like.
  • structural units derived from monomers having (blocked) isocyanate groups include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, 2-acryloyloxyethyl isocyanate, 2-[0-(1′-methylpropylideneamino) carboxy amino]ethyl methacrylate, 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl methacrylate, 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, 2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate, etc.
  • Structural units derived from can be exemplified.
  • structural units derived from monomers having urethane groups include pentaerythritol triacrylate hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer, phenylglycidyl ether acrylate hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer, pentaerythritol triacrylate toluene diisocyanate urethane prepolymer, and pentaerythritol.
  • Examples include triacrylate isophorone diisocyanate urethane prepolymer, dipentaerythritol pentaacrylate hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer, and the like.
  • the lower limit of the ratio of the structural unit (C) derived from a monomer having at least one selected from the group consisting of an epoxy group, a (blocked) isocyanate group, and a urethane group in the polymer is 0.5% by mass or more. It is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 2% by mass or more. Further, the upper limit of the ratio of the structural unit (C) derived from a monomer having at least one selected from the group consisting of an epoxy group, a (blocked) isocyanate group, and a urethane group in the polymer is 10% by mass or less. is preferred, 8% by mass or less is more preferred, and 6% by mass or less is particularly preferred.
  • the structural unit (D) has the following general formula (3): (In the formula, R 15 is a hydrogen atom or a straight or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, each of n x is independently an integer of 2 to 8, and n is an integer of 2 to 30. be.) It is a structural unit derived from a monomer having a hydroxyl group represented by. In the binder for electrodes of the present invention, it is preferable that the polymer contains the structural unit (D), since the ion conductivity is improved when the binder is used for an electrode.
  • R 15 preferably includes a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group.
  • a hydrogen atom or a methyl group is preferred. That is, in structural unit (D), the monomer having a hydroxyl group is preferably a (meth)acrylate monomer (where R 15 is a hydrogen atom or a methyl group).
  • (C x H 2x O) is a linear or branched alkyl ether group
  • n x's are each independently an integer of 2 to 8, preferably 2 to 7. It is an integer, more preferably an integer of 2-6.
  • n is an integer of 2-30, preferably an integer of 2-25, more preferably an integer of 2-20.
  • the structural unit (D) is preferably derived from a monomer having a hydroxyl group represented by general formula (4) below.
  • R 15 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • o is an integer of 0 to 30
  • p is an integer of 0 to 30, and o+p is 2-30.
  • o and p only represent the composition ratio of the structural unit, and from the (C 2 H 4 O) repeating unit block and the (C 3 H 6 O) repeating unit block (C 2 H 4 O) repeating units and (C 3 H 6 O) repeating units are alternately or randomly arranged, or random parts and block parts are mixed It may be a compound.
  • R 15 preferably includes a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group.
  • a hydrogen atom or a methyl group is preferred. That is, in structural unit (D), the monomer having a hydroxyl group is preferably a (meth)acrylate monomer (where R 15 is a hydrogen atom or a methyl group).
  • o is an integer of 0 to 30
  • p is an integer of 0 to 30
  • o+p is 2 to 30
  • o is an integer of 0 to 25
  • p is 0 to 25 and o+p is preferably 2-25
  • o is an integer of 0-20
  • p is an integer of 0-20
  • o+p is particularly preferably 2-20.
  • monomers having a hydroxyl group represented by general formula (3) include diethylene glycol mono(meth)acrylate, triethylene glycol mono(meth)acrylate, tetraethylene glycol mono(meth)acrylate, and polyethylene glycol mono(meth)acrylate.
  • Examples include polyethylene glycol-tetramethylene glycol-mono(meth)acrylate. These can be used singly or in combination of two or more.
  • tetraethylene glycol mono(meth)acrylate polyethylene glycol mono(meth)acrylate, tetrapropylene glycol mono(meth)acrylate and polypropylene glycol mono(meth)acrylate are preferable.
  • the structural unit (D) optionally contained in the polymer may be of one type, or may be of two or more types.
  • the lower limit of the ratio of the structural unit (D) based on a monomer having a hydroxyl group is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and 1.5% by mass or more. It is particularly preferred to have The upper limit of the ratio of the structural unit (D) based on a monomer having a hydroxyl group in the polymer is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. preferable.
  • the structural unit (E) is a structural unit derived from a pentafunctional or less polyfunctional (meth)acrylate monomer.
  • a polyfunctional (meth)acrylate monomer specifically means a (meth)acrylate monomer having two or more (meth)acryloyl groups.
  • the polymer preferably contains structural units (E) derived from a pentafunctional or less polyfunctional (meth)acrylate monomer in terms of stabilizing the binder particles.
  • the structural unit (E) is preferably a structural unit derived from general formula (5) below.
  • each R 16 is the same or different and represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 17 is a pentavalent or less organic group having 2 to 100 carbon atoms
  • m is an integer of 5 or less.
  • m is preferably 2 to 5 (that is, a structural unit derived from a structural unit (D) that is a difunctional to pentafunctional (meth)acrylate), and is preferably 3 to 5 (that is, a structural unit (E) is more preferably a structural unit derived from a trifunctional to pentafunctional (meth)acrylate), 3 to 4 (that is, the structural unit (E) is derived from a trifunctional to tetrafunctional (meth)acrylate) structural unit) is particularly preferred.
  • specific examples of the structural unit based on a monomer having two (meth)acryloyl groups include triethylene glycol di(meth)acrylate and tetraethylene glycol.
  • Structural units derived from bifunctional (meth)acrylates such as dioxane glycol di(meth)acrylate, bis(meth)acryloyloxyethyl phosphate, and neopentyl glycol di(meth)acrylate can be mentioned.
  • structural units based on monomers having three (meth)acryloyl groups include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane EO addition tri(meth)acrylate, trimethylolpropane PO-added tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, 2,2,2-tris(meth)acryloyloxymethylethylsuccinic acid, ethoxylated isocyanuric acid tri(meth)acrylate, ⁇ -caprolactone-modified tris- Derived from trifunctional (meth)acrylates such as (2-(meth)acryloxyethyl)isocyanurate, glycerin EO-added tri(meth)acrylate, glycerin PO-added tri(meth)acrylate and tris(meth)acryloyloxyethyl phosphate structural units that Among these, structural units derived from trimethylolpropane tri(me
  • structural units based on monomers having four (meth)acryloyl groups include ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate and pentaerythritol EO-added tetra( Structural units derived from tetrafunctional (meth)acrylates such as meth)acrylates can be mentioned.
  • a specific example of a structural unit based on a monomer having five (meth)acryloyl groups in the structural unit (E) is a structural unit derived from dipentaerythritol penta(meth)acrylate.
  • the lower limit of the ratio is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and may be 5% by mass or more. It may be 2% by mass or more.
  • the upper limit of the ratio of the structural unit (E) in the polymer is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. This range is preferable in terms of improving binding properties when used for electrodes.
  • the structural unit (E) optionally contained in the polymer may be of one type, or may be of two or more types.
  • a structural unit (F) is a structural unit derived from a (meth)acrylic acid monomer.
  • the constituent unit (F) derived from a (meth)acrylic acid monomer is included, since the compatibility with the active material is improved when the polymer is used as an electrode.
  • structural units (F) include structural units derived from compounds selected from acrylic acid and methacrylic acid.
  • the structural unit (F) optionally contained in the polymer may be of one type, or may be of two or more types.
  • the lower limit is preferably 3% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, and particularly preferably 5% by mass or more.
  • the upper limit is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
  • the total proportion of the structural unit (A), the structural unit (B), the structural unit (C), the structural unit (D), the structural unit (E), and the structural unit (F) in the polymer is 85% by mass or more. , more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, may be 97% by mass or more, or may be 100% by mass.
  • the polymer may contain, as structural units derived from other monomers, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -chloroacrylonitrile, crotononitrile, It can have structural units derived from monomers selected from ⁇ -ethylacrylonitrile, ⁇ -cyanoacrylate, vinylidene cyanide, and fumaronitrile. These constitutional units optionally contained in the polymer may be of one kind, or may be of two or more kinds.
  • a general emulsion polymerization method, a soap-free emulsion polymerization method, or the like can be used as a method for obtaining the polymer. Specifically, a composition containing a monomer, an emulsifier, a polymerization initiator, water, and, if necessary, a dispersant, a chain transfer agent, a pH adjuster, etc., is placed in an airtight container equipped with a stirrer and a heating device at room temperature to make it inactive. The monomers and the like are emulsified in water by stirring in a gas atmosphere. As the emulsifying method, methods using stirring, shearing, ultrasonic waves, etc.
  • a spherical polymer latex in which the polymer is dispersed in water can be obtained.
  • the method of adding the monomers during the polymerization may be, in addition to batch charging, monomer dropping, pre-emulsion dropping, or the like, and two or more of these methods may be used in combination.
  • the pre-emulsion dropping refers to an addition method in which the monomer, emulsifier, water, etc. are emulsified in advance and the emulsion is dropped.
  • Emulsifier used in the present invention is not particularly limited.
  • Emulsifiers are surfactants, including reactive surfactants having reactive groups.
  • Nonionic surfactants and anionic surfactants generally used in emulsion polymerization can be used.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alcohol ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene distyrenated phenyl ethers, polyoxyethylene polycyclic phenyl ethers, polyoxyalkylene alkyl Ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and the like.
  • reactive nonionic surfactants include Latemul PD-420, 430, and 450 (manufactured by Kao Corporation) and Adekaria.
  • Soap ER (manufactured by ADEKA CORPORATION), Aqualon RN (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Antox LMA (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.), Antox EMH (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.), and the like.
  • anionic surfactants include sulfate type, carboxylic acid type, or sulfonic acid type metal salts, ammonium salts, triethanolammonium salts, and phosphate ester type surfactants. Sulfuric ester type, sulfonic acid type and phosphate ester type are preferred, and sulfate ester type is particularly preferred.
  • sulfate type anionic surfactants include metal alkyl sulfates such as dodecyl sulfate, ammonium, triethanolamine alkyl sulfates, polyoxyethylene dodecyl ether sulfate, polyoxyethylene isodecyl ether sulfate, polyoxyethylene Metal salts of polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as tridecyl ether sulfuric acid, ammonium salts, triethanolamine polyoxyethylene alkyl ether sulfates, and the like can be mentioned.
  • sulfate type reactive anionic surfactants include Latemul PD-104, 105 (manufactured by Kao Corporation), Adekaria Soap SR (manufactured by Adeka Corporation), Aqualon HS (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and Aqualon KH (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
  • Preferred are sodium dodecylsulfate, ammonium dodecylsulfate, triethanolamine dodecylsulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, latemul PD-104 and the like.
  • nonionic surfactants and/or anionic surfactants may be used.
  • the reactivity of a reactive surfactant means that it contains a reactive double bond and undergoes a polymerization reaction with a monomer during polymerization.
  • the reactive surfactant acts as an emulsifier for the monomers during the polymerization for producing the polymer, and is covalently bonded to a part of the polymer after the polymerization. Therefore, the emulsion polymerization and dispersion of the produced polymer are good, and the physical properties (flexibility, binding property) as a binder for electrodes are excellent.
  • the amount of constituent units of the emulsifier may be the amount generally used in the emulsion polymerization method. Specifically, it is in the range of 0.01 to 25% by mass, preferably 0.05 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the amount of charged monomer (100% by mass). is.
  • the polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited, and polymerization initiators commonly used in emulsion polymerization and suspension polymerization can be used. Emulsion polymerization is preferred. A water-soluble polymerization initiator is used in the emulsion polymerization method, and an oil-soluble polymerization initiator is used in the suspension polymerization method.
  • water-soluble polymerization initiator examples include water-soluble polymerization initiators represented by persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, 2-2′-azobis[2-(2 -imidazolin-2-yl)propane], or its hydrochloride or sulfate, 2,2′-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamide], 2,2′-azobis(2- methylpropaneamidine), or its hydrochloride or sulfate, 3,3′-[azobis[(2,2-dimethyl-1-iminoethane-2,1-diyl)imino]]bis(propanoic acid), 2,2 Polymerization initiators of water-soluble azo compounds such as '-[azobis(dimethylmethylene)]bis(2-imidazoline) are preferred.
  • persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium per
  • Oil-soluble polymerization initiators include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, acetyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobis(cyclohexane Polymerization initiators for oil-soluble azo compounds such as carbonitrile) and redox initiators are preferred. These polymerization initiators may be used singly or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator used may be the amount generally used in the emulsion polymerization method or the suspension polymerization method. Specifically, it is in the range of 0.01 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 3% by mass, based on the amount of charged monomer (100% by mass). is.
  • a chain transfer agent can be used as needed.
  • chain transfer agents include alkylmercaptans such as n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, t-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan and n-stearylmercaptan, 2,4-diphenyl-4 -methyl-1-pentene, 2,4-diphenyl-4-methyl-2-pentene, xanthogen compounds such as dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, terpinolene, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram mono Thiuram compounds such as sulfide, phenolic compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, styrenated
  • the polymerization temperature and polymerization time are not particularly limited. Although it can be appropriately selected depending on the type of polymerization initiator to be used, the polymerization temperature is generally 20 to 100° C. and the polymerization time is 0.5 to 100 hours.
  • the electrode binder of the present invention contains a polymer.
  • Water or other substances such as emulsifiers may be contained inside or attached to the outside of the polymer.
  • the amount of the substance contained inside or attached to the outside is preferably 7 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer. The following are particularly preferred.
  • the dynamic viscoelasticity of the electrode binder of the present invention when swollen in the solvent used for the electrolytic solution was evaluated using a film (thickness 1.0 to 2.0 mm) obtained by swelling the electrode binder in the solvent used for the electrolytic solution.
  • a swollen film of 0 mm) is measured using a dynamic viscoelasticity measuring device under the conditions of an indentation of 1 ⁇ m, a measurement temperature of 25° C., and a frequency of 1 Hz with an elastic term E′ and a viscous term E′′.
  • a binder, or a binder composition containing a solvent such as a binder and water is injected into a petri dish and dried at 60 ° C. for 48 hours to obtain a 1 mm thick binder film, which is used as an electrolyte.
  • a method of immersing in a solvent at 25° C. for 24 hours can be exemplified.
  • the elastic term E′ of the swollen film is, for example, 4.5 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 5.0 ⁇ 10 6 Pa or more, and particularly preferably 5.5 ⁇ 10 6 Pa or more.
  • the upper limit is not particularly limited, it is preferably 20 ⁇ 10 6 Pa or less, more preferably 15 ⁇ 10 6 Pa or less, and particularly preferably 11 ⁇ 10 6 Pa or less. Even if (1) the elastic term E′ of the (swollen) film is satisfied and (2) the viscosity term E′′ of the swollen film is not satisfied, the effect is achieved.
  • E′′ is 0.2 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 0.25 ⁇ 10 6 Pa or more, particularly preferably 0.3 ⁇ 10 6 Pa or more, and the upper limit is 0.9. It is less than ⁇ 10 6 Pa.
  • the viscosity term E′′ of the swollen film is 0.9 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 0.95 ⁇ 10 6 Pa or more, and particularly preferably 1.0 ⁇ 10 6 Pa or more.
  • the upper limit is not particularly limited, it is preferably 4.0 ⁇ 10 6 Pa or less, more preferably 3.0 ⁇ 10 6 Pa or less, and particularly preferably 2.0 ⁇ 10 6 Pa or less. .
  • the elastic term E′ is 1.0 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 1.5 ⁇ 10 6 Pa or more, particularly preferably 2.0 ⁇ 10 6 Pa or more. less than .5 ⁇ 10 6 Pa.
  • the elastic term E′ of the swollen film is 4.5 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 5.0 ⁇ 10 6 Pa or more. It is preferably 5.5 ⁇ 10 6 Pa or more, and the upper limit is not particularly limited, but it is preferably 20 ⁇ 10 6 Pa or less, more preferably 15 ⁇ 10 6 Pa or less. It is particularly preferable that it is 10 6 Pa or less.
  • the viscosity term E′′ of the swollen film is 0.9 ⁇ 10 6 Pa or more, preferably 0.95 ⁇ 10 6 Pa or more, and particularly preferably 1.0 ⁇ 10 6 Pa or more.
  • the upper limit is not particularly limited, it is preferably 4.0 ⁇ 10 6 Pa or less, more preferably 3.0 ⁇ 10 6 Pa or less, and particularly preferably 2.0 ⁇ 10 6 Pa or less. .
  • Solvents used in the electrolytic solution include aprotic organic solvents, specifically propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2 - linear ethers such as diethoxyethane, ⁇ -butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, dipropyl carbonate, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propylnitrile, anisole, acetate, propionate, diethyl ether may be used, and two or more kinds may be mixed and used, and a mixed solvent in which propylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 3:7 can be exemplified.
  • aprotic organic solvents specifically propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, e
  • the following can be exemplified as measurement conditions using a swollen film dynamic viscoelasticity measuring device.
  • a sample with a diameter of 5 mm and a thickness of 1.0 to 2.0 mm was subjected to dynamic viscoelasticity measurement with a dynamic viscoelasticity device Rheogel-E4000HP manufactured by UBM Co., Ltd.
  • the binder composition of the present invention contains the binder of the present invention described in the section "1. Binder for electrodes" together with a solvent, and the binder may be dispersed in the solvent. Water or an organic solvent can be used as the solvent.
  • organic solvents examples include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, amyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, ketones such as cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; Aromatic hydrocarbons such as solvents, toluene, xylene, chlorobenzene, ortho-dichlorobenzene, and para-dichlorobenzene can be exemplified.
  • alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol,
  • the electrode binder composition of the present invention is preferably a water-based binder composition in which the binder is dispersed in water.
  • the electrode binder composition of the present invention may be an emulsion using an emulsion produced when the binder is obtained.
  • the content of the binder in the electrode binder composition of the present invention is not particularly limited, but the solid content of the binder other than the solvent (hereinafter sometimes simply referred to as "solid content") concentration is 0.2 to 80% by mass. , more preferably 0.5 to 70% by mass, and particularly preferably 0.5 to 60% by mass.
  • the pH of the electrode binder composition of the present invention can be adjusted by using a base as a pH adjuster as needed.
  • bases include alkali metal (Li, Na, K, Rb, Cs) hydroxides, ammonia, inorganic ammonium compounds, organic amine compounds, and the like.
  • the pH range is pH 2-11, preferably pH 3-10, more preferably pH 4-9.
  • the electrode binder composition of the present invention may contain polyacrylic acid or the like.
  • the electrode of the present invention comprises an electrode material layer on a current collector.
  • a known current collector can be used for the electrode of the present invention.
  • metals such as aluminum, nickel, stainless steel, gold, platinum, and titanium are used as the positive electrode.
  • Metals such as copper, nickel, stainless steel, gold, platinum, titanium, and aluminum are used for the negative electrode.
  • the electrode material layer contains at least an active material and the binder of the present invention described in the section "1. Binder for electrodes" above, and may further contain a conductive aid.
  • the electrode material of the present invention can be produced using the electrode binder composition of the present invention, which contains the electrode binder of the present invention together with a solvent and is described in the section "2. Electrode binder composition”. preferable.
  • the positive electrode material used for the positive electrode contains the positive electrode active material and the electrode binder of the present invention, and may further contain a conductive aid.
  • a positive electrode active material used in lithium ion batteries is an alkali metal-containing composite oxide having a composition of any one of AMO 2 , AM 2 O 4 , A 2 MO 3 and AMBO 4 .
  • A is an alkali metal
  • M is composed of a single or two or more transition metals, some of which may contain non-transition metals.
  • B consists of P, Si or a mixture thereof.
  • the positive electrode active material is preferably a powder, and the particle size is preferably 50 microns or less, more preferably 20 microns or less. These active materials have an electromotive force of 3 V (vs. Li/Li+) or more.
  • Preferred specific examples of positive electrode active materials used in lithium ion batteries include LixCoO2 , LixNiO2, LixMnO2 , LixCrO2 , LixFeO2 , LixCoaMn1 - aO2 , LixCoaNi1 - aO2 , LixCoaCr1 - aO2.
  • LixCoaFe1 - aO2 LixCoaTi1 - aO2 , LixMnaNi1 - aO2 , LixMnaCr1 - aO2 , LixMnaFe1 - aO2 , LixMnaTi1 - aO2 , LixNiaCr1 - aO2 , LixNiaFe1 - aO2 , LixNiaTi1 - aO2 , LixCraFe1 - aO2 , LixCraTi1 - aO2 , LixFeaTi1 - aO2 , LixCobMncNi1 - bCO2 , LixNiaCobAlcO2, LixCrbMncNi1 - aO2 2 , LixFebMncNi1 - -
  • preferred positive electrode active materials for use in lithium ion batteries
  • more preferred positive electrode active materials specifically include LixCoO 2 , LixNiO 2 , LixMnO 2 , LixCrO 2 , LixCoaNi 1-a O 2 , and LixMnaNi 1 .
  • LixCobMncNi1 -bCO2 LixNiaCobAlcO2
  • LixMn2O4 LiyMnO3, LiyMneFe1-eO3, LiyMneTi1- eO3
  • LixCoPO4 LixMnPO4 , FexLixNiPO4 , FexLixNiPO4 1-f PO 4 may be mentioned.
  • the negative electrode active material used in lithium-ion batteries is either a carbon material (natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, etc.) that has a structure (porous structure) capable of absorbing and releasing lithium ions, or a material that absorbs and releases lithium ions. It is a powder made of a metal such as lithium, an aluminum compound, a tin compound, a silicon compound, and a titanium compound such as a niobium titanium oxide. The particle diameter is preferably 10 nm or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 20 nm or more and 20 ⁇ m or less. Alternatively, it may be used as a mixed active material of a metal and a carbon material. It is desirable to use a negative electrode active material having a porosity of about 70%.
  • Carbon materials include graphite, low-crystalline carbon (soft carbon, hard carbon), carbon black (ketjen black, acetylene black, channel black, lamp black, oil furnace black, thermal black, etc.), fullerene, carbon nanotubes, and carbon.
  • Examples include carbon materials such as nanofibers, carbon nanohorns, carbon fibrils, coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch-based carbon fibers, phenolic resin sintered bodies, polyacrylonitrile-based carbon fibers, and graphite. is preferred.
  • Silicon-based compounds include Si elements, alloys with Si, oxides containing Si, carbides containing Si, and the like, including Si, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi2 , NiSi2 , CaSi2 , CrSi2 , Cu5Si , FeSi2 , MnSi2 , NbSi2 , TaSi2 , VSi2 , WSi2 , ZnSi2 , SiC, Si3N4 , Si2N2O , Examples include SiO x (0 ⁇ x ⁇ 2), SnSiO x and LiSiO, preferably SiO x (0 ⁇ x ⁇ 2), and silicon monoxide (SiO) and the like.
  • the lower limit of the content of the carbon material with respect to the total amount of the active material (100% by mass) is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass or more. It may be 70% by mass or more, and the upper limit is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and particularly preferably 96% by mass or less.
  • the lower limit of the content of the silicon-based compound relative to the total amount of the active material (100% by mass) is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 4% by mass or more.
  • the upper limit is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, particularly preferably 40% by mass or less, and may be 30% by mass or less.
  • Activated carbon can be exemplified as an active material used in electric double layer capacitors (electrochemical capacitors).
  • activated carbon refers to activated carbon, and commercially available activated carbon may be used, or activated carbon manufactured according to a known manufacturing method may be used.
  • Activated carbon is produced by carbonizing raw materials such as wood, coconut shells, pulp effluent, coal, heavy oil, and phenolic resin, and activating the resulting carbonized product.
  • Activation may be performed by any known activation method, such as a gas activation method or a chemical activation method.
  • the carbide is activated by contacting it with a gas such as water vapor, carbon dioxide, or oxygen under heating.
  • the chemical activation method the carbide is activated by heating while in contact with a known activation chemical.
  • activating chemicals include zinc chloride, phosphoric acid, and/or alkaline compounds (such as metal hydroxides such as sodium hydroxide). It is preferable to use steam-activated activated carbon (herein referred to as steam-activated carbon) and/or alkali-activated activated carbon (herein referred to as alkali-activated activated carbon).
  • the content of the active material in the electrode material layer is not particularly limited. More preferably 99 to 85% by mass.
  • An active material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
  • the content of the binder of the present invention in the electrode material layer is not particularly limited, and is, for example, 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 3 parts by mass, and further 0.1 to 2.5 parts by mass is preferred.
  • a conductive aid When a conductive aid is used, a known conductive aid can be used, and graphite, furnace black, acetylene black, conductive carbon black such as Ketjen black, carbon fiber such as carbon nanotube (CNT), or metal Powder etc. are mentioned. One or two or more of these conductive aids may be used.
  • the content of the conductive additive is not particularly limited, but is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the active material.
  • the lower limit of the content of the conductive aid is usually 0.05 parts by mass or more, 0.1 parts by mass or more, 0.2 parts by mass or more, 0 .5 mass parts or more, 2 mass parts or more can be exemplified.
  • the electrode material of the present invention may contain a thickener as necessary.
  • the type of thickening agent is not particularly limited, but sodium salts, ammonium salts, polyvinyl alcohols, polyacrylic acids and salts thereof of cellulose compounds are preferable.
  • sodium salts or ammonium salts of cellulosic compounds include sodium salts or ammonium salts of alkylcelluloses in which cellulosic polymers are substituted with various derivative groups. Specific examples include sodium salts, ammonium salts, and triethanolammonium salts of methylcellulose, methylethylcellulose, ethylcellulose, and carboxymethylcellulose (CMC). Sodium or ammonium salts of carboxymethylcellulose are particularly preferred. One of these thickeners may be used alone, or two or more of them may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the content of the thickener is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the active material.
  • the lower limit of the content of the thickener is usually 0.05 parts by mass or more, 0.1 parts by mass or more, 0.2 parts by mass or more, and 0.5 parts by mass. Above, 1 mass part or more can be illustrated.
  • the method of manufacturing the electrodes is not particularly limited, and a general method is used. It is carried out by uniformly applying the electrode material to a suitable thickness on the surface of the current collector (metal electrode substrate) by a doctor blade method, an applicator method, a silk screen method, or the like.
  • the electrode material of the present invention may contain water to make it slurry.
  • Water is not particularly limited, and commonly used water can be used. Specific examples include tap water, distilled water, ion-exchanged water, and ultrapure water. Among them, distilled water, ion-exchanged water, and ultrapure water are preferred.
  • the solid content concentration of the slurry is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 85% by mass, and more preferably 20 to 80% by mass. It is particularly preferred to have
  • the proportion of the polymer in the solid content of the slurry is preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 0.2 to 10% by mass. is more preferable, and 0.3 to 7% by mass is particularly preferable.
  • the method for preparing the electrode material is not particularly limited, and the positive electrode active material or negative electrode active material, the electrode binder of the present invention, the conductive aid, water, etc. are mixed with a conventional stirrer, disperser, kneader, planetary ball mill, homogenizer, or the like. can be used and dispersed. In order to increase the efficiency of dispersion, the material may be heated within a range that does not affect the material.
  • the electrode binder the electrode binder composition of the present invention, which contains the electrode binder of the present invention together with a solvent, and which is described in the section "2. Electrode binder composition" can also be used.
  • the electrode slurry is applied to the metal electrode substrate, it is made uniform to an appropriate thickness by a blade having a predetermined slit width.
  • the electrode is dried, for example, with hot air at 100° C. or in a vacuum at 80° C. in order to remove excess organic solvent and water.
  • An electrode material is manufactured by press-molding the dried electrode with a press machine. After pressing, heat treatment may be performed again to remove water, solvent, emulsifier, and the like.
  • the electric storage device of the present invention is characterized by including the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution described in the section "3. Electrode" above. That is, the electrode used in the electricity storage device of the present invention contains the electrode material of the present invention, that is, the electrode binder of the present invention. The details of the electrode of the present invention are as described above. In the electricity storage device of the present invention, it is sufficient that an electrode using an electrode material containing the electrode binder of the present invention is used as at least one of the positive electrode and the negative electrode, and the electrode binder of the present invention is included. Known electrodes can be used for the electrodes that do not use any electrode material.
  • the electrolytic solution is not particularly limited, and known electrolytic solutions can be used. Specific examples of the electrolytic solution include a solution containing an electrolyte and a solvent, or a room-temperature molten salt. Each of the electrolyte and the solvent may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • electrolytes examples include lithium salt compounds, specifically LiBF4 , LiPF6 , LiClO4 , LiCF3SO3 , LiN( CF3SO2 ) 2 , LiN( C2F5SO2 ). ) 2 , LiN[CF 3 SC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 ] 2 and the like, but are not limited thereto.
  • Electrolytes other than lithium salt compounds include tetraethylammonium tetrafluoroborate, triethylmonomethylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium hexafluorophosphate, and the like.
  • An organic solvent can be exemplified as the solvent used for the electrolytic solution.
  • organic solvents include aprotic organic solvents, specifically propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane. , ⁇ -butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, dipropyl carbonate, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propylnitrile, anisole, acetate, propionate, diethyl ether. , and two or more types may be mixed and used.
  • aprotic organic solvents specifically propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane.
  • ⁇ -butyrolactone tetrahydrofuran
  • Room-temperature molten salts are also called ionic liquids, and are “salts” composed only of ions (anions and cations), and liquid compounds are particularly called ionic liquids.
  • the room-temperature molten salt in the present invention refers to a salt that is at least partially liquid at room temperature
  • room temperature refers to the temperature range in which batteries are generally assumed to operate.
  • the temperature range in which the battery is expected to operate normally has an upper limit of about 120°C, possibly about 80°C, and a lower limit of about -40°C, sometimes about -20°C.
  • quaternary ammonium organic cations include imidazolium ions such as dialkylimidazolium and trialkylimidazolium, tetraalkylammonium ions, alkylpyridinium ions, pyrazolium ions, pyrrolidinium ions and piperidinium ions.
  • imidazolium ions are preferred.
  • the tetraalkylammonium ion includes, but is limited to, trimethylethylammonium ion, trimethylethylammonium ion, trimethylpropylammonium ion, trimethylhexylammonium ion, tetrapentylammonium ion, triethylmethylammonium ion, and the like. isn't it.
  • alkylpyridinium ions examples include N-methylpyridinium ion, N-ethylpyridinium ion, N-propylpyridinium ion, N-butylpyridinium ion, 1-ethyl-2methylpyridinium ion, and 1-butyl-4-methylpyridinium ion.
  • imidazolium ions examples include 1,3-dimethylimidazolium ion, 1-ethyl-3-methylimidazolium ion, 1-methyl-3-ethylimidazolium ion, 1-methyl-3-butylimidazolium ion, 1- Butyl-3-methylimidazolium ion, 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium ion, 1-butyl- Examples include, but are not limited to, 2,3-dimethylimidazolium ion.
  • anion species of the ambient temperature molten salt include halide ions such as chloride ion, bromide ion and iodide ion, perchlorate ion, thiocyanate ion, tetrafluoroborate ion, nitrate ion, AsF 6 ⁇ , PF 6 ⁇ .
  • Inorganic acid ions such as stearylsulfonate ion, octylsulfonate ion, dodecylbenzenesulfonate ion, naphthalenesulfonate ion, dodecylnaphthalenesulfonate ion, 7,7,8,8-tetracyano-p-quinodimethane ion, etc. is exemplified by the organic acid ions of
  • the room temperature molten salt may be used singly or in combination of two or more.
  • additives can be used in the electrolytic solution as required.
  • additives include flame retardants, nonflammable agents, positive electrode surface treating agents, negative electrode surface treating agents, and overcharge inhibitors.
  • Flame retardants and non-flammable agents include brominated epoxy compounds, phosphazene compounds, tetrabromobisphenol A, halides such as chlorinated paraffin, antimony trioxide, antimony pentoxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, phosphate esters, polyphosphorus Acid salts, zinc borate, and the like can be exemplified.
  • positive electrode surface treatment agents include inorganic compounds such as carbon and metal oxides (MgO, ZrO 2 , etc.) and organic compounds such as ortho-terphenyl.
  • Vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, polyethylene glycol dimethyl ether and the like can be exemplified as the negative electrode surface treatment agent.
  • overcharge inhibitors include biphenyl and 1-(p-tolyl)adamantane.
  • the method for manufacturing the electricity storage device of the present invention is not particularly limited, and it is manufactured by a known method using a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and, if necessary, a separator.
  • a positive electrode, a separator if necessary, and a negative electrode are inserted into an outer can. Electrolyte solution is put into this and impregnated. After that, the electrical storage device is obtained by joining the sealing body and the sealing body by tab welding or the like, enclosing the sealing body, and crimping.
  • the shape of the electricity storage device is not limited, but examples thereof include a coin shape, a cylindrical shape, and a sheet shape.
  • the separator prevents direct contact between the positive electrode and the negative electrode and short circuit in the storage battery, and known materials can be used.
  • Specific examples of the separator include porous polymer films such as polyolefin, paper, and the like.
  • porous polymer film a film of polyethylene, polypropylene, or the like is preferable because it is less affected by the electrolytic solution.
  • a binder film and a coin cell were produced, and the swelling film was subjected to a viscoelasticity test to evaluate the binder film, and a cycle test was measured to evaluate the coin battery in the following experiments.
  • a swollen film was produced as follows. First, a binder composition is poured into a petri dish and dried at 60° C. for 48 hours to prepare a binder film with a thickness of 1 mm. The resulting film is immersed in a mixed solvent of propylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 3:7 at 25° C. for 24 hours to prepare a swollen film.
  • the viscoelasticity of the swollen film was measured under the following conditions. (measuring device) The viscoelasticity test of the swollen film was performed by dynamic viscoelasticity measurement using a dynamic viscoelasticity apparatus Rheogel-E4000HP manufactured by UBM Co., Ltd. under the conditions of compression mode, indentation amount of 1 ⁇ m, measurement temperature of 25° C., and frequency of 1 Hz. . A swollen film with a diameter of 5 mm was used. The results are shown in Table 2.
  • ⁇ Measurement of average particle size The average particle size of the polymer was measured under the following conditions.
  • Particle size distribution analyzer using dynamic light scattering Zetasizer Nano (Spectris Inc.) (Measurement condition) 1. 50 ⁇ L of the synthesized emulsion solution is sampled. 2. The sampled emulsion solution is diluted by adding 700 ⁇ L of ion-exchanged water three times. 3. Withdraw 2100 ⁇ L of the diluted solution. 4. 700 ⁇ L of deionized water is added and diluted to the remaining 50 ⁇ L of the sample for measurement.
  • Polymer aggregates were measured as follows. The polymerized emulsion solution is filtered using a 150-mesh stainless wire mesh (manufactured by Kansai Wire Mesh Co., Ltd.) to scrape off aggregates adhering to the stirring blade and beaker. After that, the collected aggregates are washed with ion-exchanged water, dried for 24 hours, and the mass of the aggregates is measured. The measured aggregate amount is divided by the emulsion yield to obtain the aggregate amount (% by mass).
  • a 150-mesh stainless wire mesh manufactured by Kansai Wire Mesh Co., Ltd.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 3.9 to 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution, and the binder composition C (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 40.0 wt% , aggregation amount: 0.0002 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.186 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.1 mm.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 4.4 to 8.0 using a 28% aqueous ammonia solution, and the binder composition B (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 40.0 wt%), which is an emulsion solution, was prepared. , aggregation amount: 0.0009 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.193 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.3 mm.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 3.0 to 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution, and the binder composition C (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 40.0 wt% , aggregation amount: 0.0006 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.203 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.4 mm.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 3.0 to 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution, and a binder composition D (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 40.4 wt%), which is an emulsion solution, was prepared. , aggregation amount: 0.002 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.183 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.2 mm.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 2.3 to 8.1 using a 28% aqueous ammonia solution, and the binder composition E (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 39.5 wt%), which is an emulsion solution , aggregation amount: 0.0003 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.279 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.0 mm.
  • a reaction vessel equipped with a stirrer was heated to 58° C. under a nitrogen atmosphere, and the latex was added over 220 minutes. After addition of the emulsion, polymerization was continued for an additional hour, followed by cooling. After cooling, the pH of the polymerization liquid was adjusted from 3.0 to 8.2 using a 28% aqueous ammonia solution, and the binder composition F (polymerization conversion rate of 99% or more, solid content concentration of 40.3 wt%), which is an emulsion solution , aggregation amount: 0.0005 wt%). The average particle size of the obtained polymer was 0.186 ⁇ m. Table 1 shows the mass % in the polymer. The thickness of the swollen film obtained by the method shown in ⁇ Method for producing swollen film> was 1.0 mm.
  • n-butyl acrylate and lauryl methacrylate are monomers forming structural unit (A)
  • benzyl methacrylate is a monomer forming structural unit (B).
  • the monomers described in the item of reactive groups are monomers that form the structural unit (C)
  • the epoxy group, (blocked) isocyanate group, and urethane group are each reactive groups in the polymer. becomes.
  • the polyethylene glycol monomethacrylate corresponds to the monomer forming the structural unit (D)
  • the cross-linking agent corresponds to the monomer forming the structural unit (E)
  • the acrylic acid and methacrylic acid correspond to the monomer forming the structural unit (F).
  • Example of electrode preparation> [Example 1 of electrode production] 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition A obtained in Synthesis Example 1 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass %. By mixing, a negative electrode slurry was obtained.
  • the resulting negative electrode slurry was applied onto a copper current collector having a thickness of 10 ⁇ m using a Baker applicator having a gap of 100 ⁇ m, dried at 110° C. in a vacuum state for 10 hours or longer, and then pressed with a roll press.
  • a negative electrode having a thickness of 36 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc was produced.
  • Example 2 of electrode production 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition B obtained in Synthesis Example 2 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass%.
  • An electrode was produced in the same manner as in Example 1 of the electrode, except that the negative electrode slurry was obtained by mixing. The resulting electrode had a thickness of 36 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc.
  • Example 3 of electrode production 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition C obtained in Synthesis Example 3 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass%.
  • An electrode was produced in the same manner as in Example 1 of the electrode, except that the negative electrode slurry was obtained by mixing. The resulting electrode had a thickness of 38 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc.
  • Electrode 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition D obtained in Synthesis Example 4 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass%.
  • An electrode was produced in the same manner as in Example 1 of the electrode, except that the negative electrode slurry was obtained by mixing. The resulting electrode had a thickness of 33 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc.
  • Electrode Comparative Preparation Example 1 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition E obtained in Comparative Synthesis Example 1 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass%.
  • An electrode was produced in the same manner as in Example 1 of the electrode, except that the negative electrode slurry was obtained by mixing. The resulting electrode had a thickness of 35 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc.
  • Electrode Comparative Preparation Example 2 85.4 parts by weight of graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of SiO, 1 part by weight of acetylene black as a conductive aid, 0.1 parts by weight of CNT (manufactured by OCSiAL), 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt, binder composition 1.5 parts by mass of the binder composition F obtained in Comparative Synthesis Example 2 was added as a solid content, and water was added so that the solid content concentration of the slurry was 35 mass%.
  • An electrode was produced in the same manner as in Example 1 of the electrode, except that the negative electrode slurry was obtained by mixing. The resulting electrode had a thickness of 34 ⁇ m and an electrode density of 1.6 g/cc.
  • ⁇ Battery production example> [Practical production example 1 of coin battery]
  • the negative electrode obtained in Preparation Example 1 a polypropylene/polyethylene/polypropylene porous membrane with a thickness of 18 ⁇ m as a separator, and a metallic lithium foil with a thickness of 500 ⁇ m as a counter electrode were used.
  • the bonded laminate was sufficiently impregnated with 1 mol/L of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 3:7) of lithium hexafluorophosphate to which 0.5 wt% of fluoroethylene carbonate was added as an electrolytic solution and crimped. , manufactured a 2032-type coin battery for testing.
  • Example 1 in Table 2 shows the evaluation results of measurement in the cycle test.
  • Example of Electrode A coin battery was produced in the same manner as in Example of Coin Battery Production Example 1, except that the negative electrode obtained in Production Example 2 was used.
  • Example 2 in Table 2 shows the evaluation results of measurement in the cycle test.
  • Electrode Example A coin battery was produced in the same manner as in Coin Battery Example Production Example 1, except that the negative electrode obtained in Production Example 3 was used.
  • Example 3 in Table 2 shows the evaluation results of measurement in the cycle test.
  • Electrode Example A coin battery was produced in the same manner as in Coin Battery Example Production Example 1, except that the negative electrode obtained in Production Example 4 was used.
  • Example 4 in Table 2 shows the evaluation results of the measurement in the cycle test.
  • Example of Coin Battery Example of Coin Battery A coin battery was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the negative electrode obtained in Comparative Production Example 1 of Electrode was used. Comparative Example 1 in Table 2 shows the evaluation results of measurement in the cycle test.
  • Example of Coin Battery Example of Coin Battery A coin battery was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the negative electrode obtained in Electrode Comparative Production Example 2 was used. Comparative Example 2 in Table 2 shows the evaluation results of measurement in the cycle test.
  • Table 2 shows the viscoelasticity of the swelling binders of Examples and Comparative Examples and evaluation results of battery physical properties.
  • Examples 1 to 4 of the present invention have excellent dynamic viscoelastic properties in a swollen state with the solvent used in the electrolytic solution, so that cycle characteristics in coin batteries are good. was shown to be
  • the electrode binder of the present invention has excellent binding properties, and when used in an electric storage device, it is useful in, for example, in-vehicle applications such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, and electric storage devices such as storage batteries for household electric power storage. used for

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Abstract

蓄電デバイスに用いた際には、サイクル特性に優れる、電極用バインダーを提供する。 (メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位(A)と、 下記一般式(1) (式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R2は置換基を有していてもよい芳香族基である。) で表わされるモノマーに由来する構成単位(B)と、 エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)と、 を含む重合体を含む、電極用バインダー。

Description

電極用バインダー、電極、及び蓄電デバイス
 本発明は、リチウムイオン二次電池及びニッケル水素二次電池などの二次電池、電気化学キャパシタなどといった蓄電デバイス、特に電解質に有機溶媒などの非水電解質を用いた非水電解質系蓄電デバイスに用いる電極用バインダー、該電極用バインダーを含む電極、並びに該電極を備える蓄電デバイスに関する。
 リチウムイオン二次電池や電気化学キャパシタといった蓄電デバイスは、携帯電話やノートパソコン、カムコーダーなどの電子機器に用いられている。最近では環境保護への意識の高まりや関連法の整備により、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車載用途や家庭用電力貯蔵用の蓄電池としての応用も進んできている。
 また、これらの応用が進むと同時に、蓄電デバイスに高性能化が求められており、電極等の部材の改良が進められている。このような蓄電デバイスに使用される電極は、通常、活物質と、導電助剤、バインダー、溶媒からなる電極材料を集電体上に塗布、乾燥して得られる。
 そこで、近年では、電極に用いられるバインダーの改良が試みられている。バインダーを改良することにより、活物質同士の結着性、活物質と導電助剤との結着性、及び活物質と集電体との結着性を向上させ、電気的特性(例えば、サイクル特性、低温での出力特性、低抵抗化)を向上させたりすることが提案されている。
 バインダーには、電極に用いられた際の結着性に優れ、蓄電デバイスに優れた電気的特性を付与できることが求められており、例えば特許文献1には新たなバインダーが提案されている。しかしながら、近年、特に結着性に優れるバインダーが求められており、更なる検討が必要となっている。
 そこで、本出願人はより結着性に優れ、蓄電デバイスに用いた際に良好な特性を有するバインダーを開発すべく、特許文献2のような芳香族基を有するバインダーを開発してきたが、更なる検討が求められている。
国際公開第2013/180103号 国際公開第2019/131771号
 本発明は、蓄電デバイスに用いた際にはサイクル特性に優れる、電極用バインダーを提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を達成するために検討を重ねた結果、電極用バインダーに含まれる重合体の構成単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位と、芳香族基を有するモノマーに由来する構成単位と、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位とを含むことにより、前記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下に関する。
項1 (メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位(A)と、
 下記一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R2は置換基を有していてもよい芳香族基である。)
で表わされるモノマーに由来する構成単位(B)と、
 エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)と、
を含む重合体を含む、電極用バインダー。
項2 前記構成単位(B)が、下記一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ独立に水素、ヒドロキシル基、炭素数1~3のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族基のいずれかであり、R13は炭素数1~3のアルキレン基、又はカルボニル基、R14は置換基を有していてもよい芳香族基、q、rはそれぞれ独立に0~3の整数であり、sは0~1の整数である。)
で表わされるモノマーに由来する構成単位である、項1に記載の電極用バインダー。
項3 更に、下記一般式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、R15は水素原子又は炭素数1~4の直鎖もしくは分岐のアルキル基であり、xはそれぞれ独立に2~8の整数であり、nは2~30の整数である。)
で表わされる水酸基を有するモノマーに由来する構成単位(D)を含む重合体を含む、項1又は2に記載の電極用バインダー。
項4 更に、5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位(E)を含む重合体を含む、項1~3いずれかに記載の電極用バインダー。
項5 前記構成単位(E)において、前記5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーが、下記一般式(5):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、R16は、それぞれ同一または異なって、水素原子又はメチル基であり、R17は、5価以下の炭素数2~100の有機基であり、mは5以下の整数である。)で示される化合物である、項4に記載の電極用バインダー。
項6 項1~5のいずれかに記載の電極用バインダーを含む電極。
項7 項6に記載の電極を備える、蓄電デバイス。
 本発明のバインダーは、電解液に用いられる溶媒での膨潤状態での一定の動的粘弾特性を有することにより、蓄電デバイスに用いた際には、サイクル特性に優れる。この理由は明らかではないが、蓄電デバイスの使用における電極中の電極材料の活物質の収縮が起こる際に、その収縮に追従するための靭性が、芳香族基に由来する構成単位に加えて、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、ウレタン基を有するモノマーに由来する構成単位を有することにより付与されたものと推測される。本発明の蓄電デバイスとしては、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車載用途や家庭用電力貯蔵用の蓄電池等の蓄電デバイスにおいて、有用に用いられる。
 本明細書において、蓄電デバイスとは、二次電池(リチウムイオン二次電池及びニッケル水素二次電池等)、電気化学キャパシタを包含するものである。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレートまたはメタクリレート」を意味し、これに類する表現についても同様である。
<1.電極用バインダー>
 本発明の電極用バインダーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位(A)と、
 下記一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R2は置換基を有していてもよい芳香族基である。)
で表わされるモノマーに由来する構成単位(B)と、
 エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)と、を含む重合体を含む、電極用バインダーである。
 以下に、本発明の重合体の構成単位について、詳細に説明する。なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル又はメタクリル」を意味しており、これに類する表現についても同様である。また、「(ブロックト)イソシアネート基」とは「イソシアネート基又はブロックトイソシアネート基」を意味している。
(構成単位(A))
 構成単位(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位である。
 構成単位(A)は、炭素数1~22のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位であることが好ましく、炭素数2~18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位であることがより好ましく、炭素数4~18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位であることが特に好ましい。
 好ましい構成単位(A)の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、及び(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位を例示することができる。重合体に含まれる構成単位(A)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 重合体における構成単位(A)の比率の下限は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、上限は、65質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、55質量%以下であることが特に好ましい。
(構成単位(B))
 構成単位(B)は、一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R2は置換基を有していてもよい芳香族基である。)
に由来する構成単位である。重合体に含まれる構成単位(B)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 一般式(1)に由来する構成単位においては、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基であり、水素、又は炭素数1~2のアルキル基であることが好ましく、水素、又はメチル基であることが特に好ましい。R2は置換基を有していてもよい芳香族基であり、置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などのアルキル基、ビニル基などの不飽和炭化水素基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基などが挙げられる。尚、芳香環は2以上有していてもよい。
 一般式(1)に由来する構成単位は、より詳細には、下記一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル基、炭素数1~3のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族基のいずれかであり、R13は炭素数1~3のアルキレン基、又はカルボニル基、R14は置換基を有していてもよい芳香族基、q、rはそれぞれ独立に、0~3の数であり、sは0~1の数である。)で表わされるモノマーに基づく構成単位であることが好ましい。
 一般式(2)に由来する構成単位においては、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基であり、水素、又は炭素数1~2のアルキル基であることが好ましく、水素、又はメチル基であることが特に好ましい。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル基、炭素数1~3のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族基のいずれかであり、水素、ヒドロキシル基、炭素数1~2のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族基のいずれかであることが好ましい。R13は炭素数1~3のアルキレン基、又はカルボニル基であり、炭素数1~2のアルキレン基、又はカルボニル基であることが好ましい。R14は置換基を有していてもよい芳香族基であり、芳香族基としては、アリール基、ベンジル基、フェノキシ基であることが好ましい。置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などのアルキル基、ビニル基などの不飽和炭化水素基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基などが挙げられる。尚、芳香環は2以上有していてもよい。
 q、rはそれぞれ独立に、0~3の数であり、0~2の数であることが好ましく、q+r≧1を満たすことが好ましい。sは0~1の数である。
 一般式(1)に由来する構成単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシメチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル、(メタ)アクリル酸フェノキシジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール-(メタ)アクリル酸-安息香酸エステル、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸等に基づく構成単位を例示することができる。一般式(1)に基づく構成単位は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 重合体における構成単位(B)の比率の下限は、20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。また、重合体における構成単位(B)の比率の上限は、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、45質量%以下であることが特に好ましい。この範囲とすることで電極に使用した際に、集電箔と活物質との親和性が向上する点で好ましい。
 重合体中の、構成単位(A)と構成単位(B)の合計が、70質量%以上有することが好ましく、75質量%以上有することがより好ましく、80質量%以上有することが特に好ましい。
(構成単位(C))
 構成単位(C)は、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基(ウレタン結合ともいう)からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位である。本発明において、電極用バインダーに含まれる重合体には、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種が含まれていることが好ましい。すなわち、構成単位Cを形成するモノマーが、構成単位(A)を形成するモノマー、構成単位(B)を形成するモノマーと共に重合して、重合体を形成した後においても、構成単位Cを形成するモノマー中に含まれるエポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種の少なくとも一部は残存していることが好ましい。重合体中にこれらの基が含まれていることにより、電極用バインダー中で架橋基として機能し、蓄電デバイスのサイクル特性の向上に寄与し得るためである。重合体に含まれる構成単位(C)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 構成単位(C)を形成するモノマーにおいて、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーとしては、反応性二重結合を有することが好ましい。また、この構成単位は1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 エポキシ基を有するモノマーに由来する構成単位の具体例としては、アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル等を例示することができる。
 (ブロックト)イソシアネート基を有するモノマーに由来する構成単位の具体例としては、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-アクリロイルオキシエチルイソシアナート、2-[0-(1'-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリラート、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート、2-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナート等に由来する構成単位を例示することができる。
 ウレタン基を有するモノマーに由来する構成単位の具体例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、フェニルグリシジルエーテルアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー等を例示することができる。
 重合体におけるエポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)の比率の下限は0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることが特に好ましい。また、重合体におけるエポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)の比率の上限は、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることが特に好ましい。
(構成単位(D))
 構成単位(D)は、下記一般式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式中、R15は水素原子又は炭素数1~4の直鎖もしくは分岐のアルキル基であり、n個のxはそれぞれ独立に2~8の整数であり、nは2~30の整数である。)
で表わされる水酸基を有するモノマーに由来する構成単位である。本発明の電極用バインダーにおいて、重合体が構成単位(D)を含むことが、バインダーを電極に使用した際にイオン伝導性が向上する点で好ましい。
 一般式(3)において、R15としては、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、およびイソブチル基などが挙げられる。好ましくは水素原子またはメチル基である。すなわち、構成単位(D)において、水酸基を有するモノマーは、(R15が水素原子又はメチル基である)(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。
 一般式(3)において、(Cx2xO)としては、直鎖もしくは分岐のアルキルエーテル基であり、n個のxはそれぞれ独立に2~8の整数であり、好ましくは2~7の整数であり、より好ましくは2~6の整数である。
 一般式(3)において、nは2~30の整数であり、好ましくは2~25の整数であり、より好ましくは2~20の整数である。
 構成単位(D)は、以下、一般式(4)で表わされる水酸基を有するモノマーに由来することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(4)において、R15は水素原子又は炭素数1~4の直鎖もしくは分岐のアルキル基であり、oは0~30の整数であり、pは0~30の整数であり、o+pは2~30である。ここで、o、およびpは、当該構成単位の構成比を表しているのみであって、(C24O)の繰り返し単位のブロックと(C36O)の繰り返し単位のブロックからなる化合物のみを意味するものではなく、(C24O)の繰り返し単位と、(C36O)の繰り返し単位が交互・ランダムに配置された、又はランダム部とブロック部が混在する化合物であってもよい。
 一般式(4)において、R15としては、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、およびイソブチル基などが挙げられる。好ましくは水素原子またはメチル基である。すなわち、構成単位(D)において、水酸基を有するモノマーは、(R15が水素原子又はメチル基である)(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。
 一般式(4)において、oは0~30の整数であり、pは0~30の整数であり、o+pは2~30であり、oは0~25の整数であり、pは0~25の整数であり、o+pは2~25であることが好ましく、oは0~20の整数であり、pは0~20の整数であり、o+pは2~20であることが特に好ましい。
 一般式(3)で表わされる水酸基を有するモノマーの具体例としては、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、およびポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、およびポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-プロピレングリコール-モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-テトラメチレングリコール-モノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは1種又は2種以上併用できる。これらの中でも、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
 任意で重合体に含まれる構成単位(D)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 重合体において、水酸基を有するモノマーに基づく構成単位(D)の比率の下限は0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上であることが特に好ましい。重合体における水酸基を有するモノマーに基づく構成単位(D)の比率の上限は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
(構成単位(E))
 構成単位(E)は、5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位である。多官能(メタ)アクリレートモノマーとは、具体的には(メタ)アクリロイル基を2以上有する(メタ)アクリレートモノマーを意味する。重合体において、5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位(E)を含むことがバインダー粒子を安定化させる点で好ましい。構成単位(E)は、下記一般式(5)に由来する構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(5)において、R16は、それぞれ同一または異なって、水素原子又はメチル基であり、R17は、5価以下の炭素数2~100の有機基であり、mは5以下の整数である。
 一般式(5)において、mは2~5(すなわち、構成単位(D)が2官能から5官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位)であることが好ましく、3~5(すなわち、構成単位(E)が3官能から5官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位)であることがより好ましく、3~4(すなわち、構成単位(E)が3官能から4官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位)であることが特に好ましい。
 構成単位(E)において、(メタ)アクリロイル基を2個有するモノマーに基づく構成単位の具体例としては、に由来する構成単位の具体例としては、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位が挙げられる。
 構成単位(E)において、(メタ)アクリロイル基を3個有するモノマーに基づく構成単位の具体例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、2,2,2-トリス(メタ)アクリロイロキシメチルエチルコハク酸、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンEO付加トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレート及びトリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等の3官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位が挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートから選択される3官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位が好ましい。
 構成単位(E)において、(メタ)アクリロイル基を4個有するモノマーに基づく構成単位の具体例としては、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールEO付加テトラ(メタ)アクリレート等の4官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位が挙げられる。
 構成単位(E)において、(メタ)アクリロイル基を5個有するモノマーに基づく構成単位の具体例としては、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートに由来する構成単位が挙げられる。
 重合体が構成単位(E)を含む場合、その比率の下限は、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であってよく、5.2質量%以上であってよい。また、重合体における構成単位(E)の比率の上限は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。この範囲とすることで電極に使用した際に、結着性が向上する点で好ましい。
 任意で重合体に含まれる構成単位(E)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 (構成単位(F))
 構成単位(F)は、(メタ)アクリル酸モノマーに由来する構成単位である。重合体において、(メタ)アクリル酸モノマーに由来する構成単位(F)を含むことが電極に使用した際に活物質との親和性が向上する点で好ましい。
 構成単位(F)としては、アクリル酸、メタクリル酸から選択される化合物に由来する構成単位を例示することができる。任意で重合体に含まれる構成単位(F)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 重合体が構成単位(F)を含む場合、下限は3質量%以上であることが好ましく、4質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが特に好ましい。上限は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
 重合体中の、構成単位(A)、構成単位(B)、構成単位(C)、構成単位(D)、構成単位(E)、及び構成単位(F)の合計割合は、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが特に好ましく、97質量%以上であってもよく、100質量%であってよい。
 重合体は、上記以外にも、その他のモノマー由来の構成単位として、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、α-エチルアクリロニトリル、α-シアノアクリレート、シアン化ビニリデン、フマロニトリルから選択されるモノマー由来の構成単位を有することできる。任意で重合体に含まれるこれらの構成単位は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
(重合体の製造方法)
 重合体を得る方法としては、一般的な乳化重合法、ソープフリー乳化重合法等を使用することができる。具体的には、攪拌機、及び加熱装置付きの密閉容器に室温でモノマー、乳化剤、重合開始剤、水、必要に応じて分散剤、連鎖移動剤、pH調整剤等を含んだ組成物を不活性ガス雰囲気下で攪拌することでモノマー等を水に乳化させる。乳化の方法は撹拌、剪断、超音波等による方法等が適用でき、撹拌翼、ホモジナイザー等を使用することができる。次いで、攪拌しながら温度を上昇させて重合を開始させることで、重合体が水に分散した球形の重合体のラテックスを得ることができる。重合時のモノマーの添加方法は、一括仕込みの他に、モノマー滴下やプレエマルジョン滴下等でもよく、これらの方法を2種以上併用してもよい。尚、プレエマルジョン滴下とは先にモノマー、乳化剤、水等を予め乳化させておき、その乳液を滴下していく添加方法を指す。
 本発明で用いられる乳化剤は特に限定されない。乳化剤は界面活性剤であり、この界面活性剤には反応性基を有する反応性界面活性剤が含まれる。乳化重合法おいて一般的に用いられるノニオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤等を使用することができる。
 ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられ、反応性のノニオン性界面活性剤としては、ラテムルPD-420、430、450(花王社製)、アデカリアソープER(アデカ社製)、アクアロンRN(第一工業製薬社製)、アントックスLMA(日本乳化剤社製)、アントックスEMH(日本乳化剤社製)等が挙げられる。
 アニオン性界面活性剤としては、硫酸エステル型、カルボン酸型、又はスルホン酸型の金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩、リン酸エステル型の界面活性剤等を挙げることができる。硫酸エステル型、スルホン酸型、リン酸エステル型が好ましく、硫酸エステル型が特に好ましい。硫酸エステル型のアニオン性界面活性剤の代表例としてはドデシル硫酸等のアルキル硫酸金属塩、アンモニウム、又はアルキル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンドデシルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル硫酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸金属塩、アンモニウム塩、又はポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等が挙げられ、硫酸エステル型の反応性アニオン性界面活性剤の具体例としては、ラテムルPD-104、105(花王社製)、アデカリアソープSR(アデカ社製)、アクアロンHS(第一工業製薬社製)、アクアロンKH(第一工業製薬社製)が挙げられる。好ましくは、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸トリエタノールアミン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラテムルPD-104等が挙げられる。
 これらノニオン性界面活性剤及び/又はアニオン性界面活性剤は1種または2種以上用いてもよい。
 反応性界面活性剤の反応性とは、反応性二重結合を含有し、重合時にモノマーと重合反応することを意味する。すなわち、反応性界面活性剤は、重合体を作製する重合の際にモノマーの乳化剤として働くと共に、重合後は重合体の一部に共有結合して取り込まれた状態となる。そのため、乳化重合及び作製した重合体の分散が良好であり、電極用バインダーとしての物性(屈曲性、結着性)が優れている。
 乳化剤の構成単位の量は乳化重合法おいて一般的に用いられる量であればよい。具体的には、仕込みのモノマー量(100質量%)に対して、0.01~25質量%の範囲であり、好ましくは0.05~20質量%、更に好ましくは0.1~20質量%である。
 本発明で用いられる重合開始剤は特に限定されず、乳化重合法、懸濁重合法おいて一般的に用いられる重合開始剤を使用することができる。好ましくは乳化重合法である。乳化重合法では水溶性の重合開始剤、懸濁重合法では油溶性の重合開始剤が使われる。
 その水溶性の重合開始剤の具体例としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩に代表される水溶性の重合開始剤、2-2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、またはその塩酸塩または硫酸塩、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'-アゾビス(2-メチルプロパンアミジン)、又はその塩酸塩又は硫酸塩、3,3'-[アゾビス[(2,2-ジメチル-1-イミノエタン-2,1-ジイル)イミノ]]ビス(プロパン酸)、2,2'‐[アゾビス(ジメチルメチレン)]ビス(2‐イミダゾリン)などの水溶性のアゾ化合物の重合開始剤が好ましい。
 油溶性の重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、アセチルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル) などの油溶性のアゾ化合物の重合開始剤、レドックス系開始剤が好ましい。これら重合開始剤は1種または2種以上組み合わせて用いてもよい。
 重合開始剤の使用量は乳化重合法または懸濁重合法おいて一般的に用いられる量であればよい。具体的には、仕込みのモノマー量(100質量%)に対して、0.01~10質量%の範囲であり、好ましくは0.01~5質量%、更に好ましくは0.02~3質量%である。
 連鎖移動剤は、必要に応じて用いることができる。連鎖移動剤の具体例としては、n-ヘキシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、t-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジフェニル-4-メチル-2-ペンテン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物、ターピノレン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、α-ベンジルオキシスチレン、α-ベンジルオキシアクリロニトリル、α-ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2-エチルヘキシルチオグリコレート等が挙げられ、これらを1種または2種以上用いてもよい。これらの連鎖移動剤の量は特に限定されないが、通常、仕込みモノマー量100質量部に対して0~5質量部にて使用される。
 重合体の製造においては、重合温度及び重合時間は特に限定されない。使用する重合開始剤の種類等から適宜選択できるが、一般的に、重合温度は20~100℃であり、重合時間は0.5~100時間である。
 本発明の電極用バインダーは、重合体を含む。水分、又は乳化剤等の他の物質が重合体の内部に含有され、又は外部に付着されていてもよい。内部に含有される、又は外部に付着される物質の量は、重合体100質量部に対して、7質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることが特に好ましい。
<バインダーの膨潤時の動的粘弾性の評価について>
 本発明の電極用バインダーを電解液に用いられる溶媒での膨潤時の動的粘弾性の評価は、電極用バインダーを電解液に用いられる溶媒に膨潤させ得られるフィルム(厚み1.0~2.0mmの膨潤フィルム)を、動的粘弾性測定装置を用いて、押込み量1μm、測定温度25℃、周波数1Hzの条件で測定される弾性項E'と粘性項E”にてなされる。
 膨潤フィルムの作製方法としては、シャーレにバインダー、又はバインダーと水等の溶媒を含有したバインダー組成物を注入し、60℃で48時間乾燥させ、1mm厚のバインダーフィルムを得て、電解液に用いられる溶媒にて25℃で24時間浸漬させる方法を例示することができる。
 測定結果としての膨潤フィルムの弾性項E’と粘性項E”としては、以下の(1)、(2)のいずれかの要件を満たすことが好ましく、(1)、(2)の両方の要件を満たすことが好ましい。
(1)弾性項E’が≧4.5×106(Pa)
(2)粘性項E”が≧0.9×106(Pa)
 膨潤フィルムの弾性項E’としては、例えば4.5×106Pa以上であり、5.0×106Pa以上であることが好ましく、5.5×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は特に限定されないが、20×106Pa以下であることが好ましく、15×106Pa以下であることがより好ましく、11×106Pa以下であることが特に好ましい。
 (1)(膨潤)フィルムの弾性項E’を満たし、(2)膨潤フィルムの粘性項E”を満たさない場合であっても、効果を奏するが、その場合の(2)膨潤フィルムの粘性項E”としては、0.2×106Pa以上であり、0.25×106Pa以上であることが好ましく、0.3×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は0.9×106Pa未満である。
 膨潤フィルムの粘性項E”としては、0.9×106Pa以上であり、0.95×106Pa以上であることが好ましく、1.0×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は特に限定されないが、4.0×106Pa以下であることが好ましく、3.0×106Pa以下であることがより好ましく、2.0×106Pa以下であることが特に好ましい。
 (2)膨潤フィルムの粘性項E”を満たし、(1)(膨潤)フィルムの弾性項E’を満たさない場合であっても、効果を奏するが、その場合の(1)(膨潤)フィルムの弾性項E’としては、1.0×106Pa以上であり、1.5×106Pa以上であることが好ましく、2.0×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は4.5×106Pa未満である。
 (1)、(2)の両方の要件を満たす際には、膨潤フィルムの弾性項E’としては、4.5×106Pa以上であり、5.0×106Pa以上であることが好ましく、5.5×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は特に限定されないが、20×106Pa以下であることが好ましく、15×106Pa以下であることがより好ましく、11×106Pa以下であることが特に好ましい。
 膨潤フィルムの粘性項E”としては、0.9×106Pa以上であり、0.95×106Pa以上であることが好ましく、1.0×106Pa以上であることが特に好ましく、上限は特に限定されないが、4.0×106Pa以下であることが好ましく、3.0×106Pa以下であることがより好ましく、2.0×106Pa以下であることが特に好ましい。
 電解液に用いられる溶媒としては、非プロトン性有機溶剤を挙げることができ、具体的にはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、ジプロピルカーボネート、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、ジエチルエーテルなどの直鎖エーテルを使用することができ、2種類以上混合して使用してもよく、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネートを3:7の体積比で混合された混合溶媒等を例示することができる。
 膨潤フィルムの動的粘弾性測定装置を用いての測定条件としては、以下を例示することができる。直径5mm、厚み1.0~2.0mmのサンプルについて、株式会社ユービーエム社製動的粘弾性装置Rheogel-E4000HPで動的粘弾性測定により圧縮モード、押込み量1μm、測定温度25℃、周波数1Hzの条件で測定される。
<2.電極用バインダー組成物>
 本発明のバインダー組成物は、先述の「1.電極用バインダー」の欄で説明した本発明のバインダーを溶媒とともに含有するものであり、バインダーが溶媒に分散されたものであってよい。溶媒は、水、有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、アミルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)などのアミド系極性有機溶媒、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類を例示することができる。
 本発明の電極用バインダー組成物は、バインダーが水に分散した水系バインダー組成物であることが好ましい。
 本発明の電極用バインダー組成物は、バインダーを得る際に製造されるエマルジョンを用いたエマルジョンであってもよい。
 本発明の電極用バインダー組成物における、バインダーの含有量は特に限定されないが、バインダーの溶媒以外の固形分(以下、単に「固形分」ということがある。)濃度が0.2~80質量%となるように含有することが好ましく、0.5~70質量%となるように含有することがより好ましく、0.5~60質量%となるように含有することが特に好ましい。
 本発明の電極用バインダー組成物は、必要に応じてpH調整剤として塩基を用いることでpHを調整することができる。塩基の具体例としては、アルカリ金属(Li、Na、K、Rb、Cs)水酸化物、アンモニア、無機アンモニウム化合物、有機アミン化合物等が挙げられる。pHの範囲はpH2~11、好ましくはpH3~10、更に好ましくはpH4~9の範囲である。
 本発明の電極用バインダー組成物は、ポリアクリル酸等を含んでいてもよい。
<3.電極>
 本発明の電極は、集電体上に電極材料層を備える。
 本発明の電極については、公知の集電体を用いることができる。具体的には、正極としては、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、金、白金、チタン等の金属が使用される。負極としては、銅、ニッケル、ステンレス、金、白金、チタン、アルミニウム等の金属が使用される。
 電極材料層は、少なくとも活物質、及び先述の「1.電極用バインダー」の欄で説明した本発明のバインダーを含有し、更に導電助剤を含有していてもよい。本発明の電極材料の製造には、本発明の電極用バインダーを溶媒とともに含有する「2.電極用バインダー組成物」の欄で説明した本発明の電極用バインダー組成物を用いて製造することが好ましい。具体的には、リチウムイオン電池においては、正極に用いる正極材料としては正極活物質、及び本発明の電極用バインダーを含有し、更に導電助剤を含有していてもよく、負極に用いる負極材料としては負極活物質、本発明の電極用バインダーを含有し、更に導電助剤を含有していてもよく、電気二重層キャパシタ(電気化学キャパシタ)においては、正極に用いる正極材料としては活物質として活性炭、及び本発明の電極用バインダーを含有し、更に導電助剤を含有していてもよく、負極に用いる負極材料としては活物質として活性炭、本発明の電極用バインダーを含有し、更に導電助剤を含有していてもよい。
 リチウムイオン電池に用いる正極活物質は、AMO2、AM24、A2MO3、AMBO4のいずれかの組成からなるアルカリ金属含有複合酸化物である。Aはアルカリ金属、Mは単一または2種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい。BはP、Siまたはその混合物からなる。なお正極活物質は粉末が好ましく、その粒子径には、好ましくは50ミクロン以下、より好ましくは20ミクロン以下のものを用いる。これらの活物質は、3V(vs. Li/Li+)以上の起電力を有するものである。
 リチウムイオン電池に用いる正極活物質の好ましい具体例としては、LixCoO2, LixNiO2、LixMnO2、LixCrO2、LixFeO2, LixCoaMn1-a2, LixCoaNi1-a2, LixCoaCr1-a2, LixCoaFe1-a2, LixCoaTi1-a2, LixMnaNi1-a2, LixMnaCr1-a2, LixMnaFe1-a2, LixMnaTi1-a2, LixNiaCr1-a2, LixNiaFe1-a2, LixNiaTi1-a2, LixCraFe1-a2, LixCraTi1-a2, LixFeaTi1-a2, LixCobMncNi1-b-C2, LixNiaCobAlcO2, LixCrbMncNi1-b-C2, LixFebMncNi1-b-C2, LixTibMncNi1-b-C2, LixMn24, LixMndCo2-d4, LixMndNi2-d4, LixMndCr2-d4, LixMndFe2-d4, LixMndTi2-d4, LiyMnO3, LiyMneCo1-e3, LiyMneNi1-e3, LiyMneFe1-e3, LiyMneTi1-e3, LixCoPO4, LixMnPO4, LixNiPO4, LixFePO4, LixCofMn1-fPO4, LixCofNi1-fPO4, LixCofFe1-fPO4, LixMnfNi1-fPO4, LixMnfFe1-fPO4, LixNifFe1-fPO4,LiyCoSiO4, LiyMnSiO4, LiyNiSiO4, LiyFeSiO4, LiyCogMn1-gSiO4, LiyCogNi1-gSiO4, LiyCogFe1-gSiO4, LiyMngNi1-gSiO4, LiyMngFe1-gSiO4, LiyNigFe1-gSiO4, LiyCoPhSi1-h4, LiyMnPhSi1-h4, LiyNiPhSi1-h4, LiyFePhSi1-h4, LiyCogMn1-gPhSi1-h4, LiyCogNi1-gPhSi1-h4, LiyCogFe1-gPhSi1-h4, LiyMngNi1-gPhSi1-h4, LiyMngFe1-gPhSi1-h4, LiyNigFe1-gPhSi1-h4などのリチウム含有複合酸化物をあげることができる。(ここで、x=0.01~1.2, y=0.01~2.2, a=0.01~0.99, b=0.01~0.98, c=0.01~0.98但し、b+c=0.02~0.99, d=1.49~1.99, e=0.01~0.99, f=0.01~0.99, g=0.01~0.99, h=0.01~0.99である。)
 また、リチウムイオン電池に用いる前記の好ましい正極活物質のうち、より好ましい正極活物質としては、具体的には、LixCoO2, LixNiO2, LixMnO2, LixCrO2, LixCoaNi1-a2, LixMnaNi1-a2, LixCobMncNi1-b-C2, LixNiaCobAlcO2, LixMn24, LiyMnO3, LiyMneFe1-e3, LiyMneTi1-e3, LixCoPO4, LixMnPO4, LixNiPO4, LixFePO4, LixMnfFe1-fPO4を挙げることができる。(ここで、x=0.01~1.2, y=0.01~2.2, a=0.01~0.99, b=0.01~0.98, c=0.01~0.98但し、b+c=0.02~0.99, d=1.49~1.99, e=0.01~0.99, f=0.01~0.99である。なお、上記のx, yの値は充放電によって増減する。)
 リチウムイオン電池に用いる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な構造(多孔質構造)を有する炭素材料(天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素等)か、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム、アルミニウム系化合物、スズ系化合物、シリコン系化合物、ニオブチタン系酸化物等のチタン系化合物等の金属からなる粉末である。粒子径は10nm以上100μm以下が好ましく、更に好ましくは20nm以上20μm以下である。また、金属と炭素材料との混合活物質として用いてもよい。なお負極活物質にはその気孔率が、70%程度のものを用いるのが望ましい。
 炭素材料としては、グラファイト、低結晶性カーボン(ソフトカーボン、ハードカーボン)、カーボンブラック(ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等)、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンフィブリル、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチ系炭素繊維、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維などの炭素材料を例示することができ、グラファイトであることが好ましい。
 シリコン系化合物としては、Si元素、Siとの合金、Siを含む酸化物、Siを含む炭化物等であり、Si、SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si34、Si22O、SiOx(0<x≦2)、SnSiOx、LiSiOを例示することができ、SiOx(0<x≦2)であることが好ましく、一酸化ケイ素(SiO)等である。
 活物質において、炭素材料とシリコン系化合物を併用する場合には、以下のように含有させることが好ましい。
 活物質全量(100質量%)に対する炭素材料の含有量は、下限は20質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが特に好ましく、70質量%以上であってよく、上限は99質量%以下であることが好ましく、98質量%以下であることがより好ましく、96質量%以下であることが特に好ましい。
 活物質全量(100質量%)に対するシリコン系化合物の含有量は、下限は1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることが特に好ましく、上限は80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが特に好ましく、30質量%以下であってよい。
 電気二重層キャパシタ(電気化学キャパシタ)に用いる活物質としては活性炭を例示することができる。一般的には、活性炭とは賦活化された炭化物を指し、市販の活性炭を用いてもよく、公知の製法に従って製造された活性炭を用いてもよい。活性炭の製造法としては、木材、ヤシ殻、パルプ廃液、石炭、重質油、フェノール樹脂等の原料を炭化し、得られた炭化物を賦活化することにより得られる。
 賦活化は、公知の賦活法であればよく、ガス賦活法または薬品賦活法等により行うことができる。ガス賦活法では、炭化物を、加熱下で、水蒸気、炭酸ガス、酸素などのガスと接触させることにより、賦活化させる。薬品賦活法では、炭化物を、公知の賦活薬品と接触させた状態で加熱することにより賦活化させる。賦活薬品としては、例えば、塩化亜鉛、燐酸、および/またはアルカリ化合物(水酸化ナトリウムなどの金属水酸化物など)などが挙げられる。水蒸気で賦活化した活性炭(本願においては水蒸気賦活性炭と記載する)、および/またはアルカリで賦活化した活性炭(本願においてはアルカリ賦活活性炭と記載する)を用いることが好ましい。
 電極材料層中の活物質の含有量としては、特に制限されず、電極材料層(100質量%)に対して、例えば99.9~50質量%、より好ましくは99.5~70質量%、さらに好ましくは99~85質量%が挙げられる。活物質は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 電極材料層中の本発明のバインダーの含有量としては、特に制限されず、活物質100質量部に対して、例えば0.01~5質量部、より好ましくは0.05~3質量部、さらに好ましくは0.1~2.5質量部が挙げられる。
 導電助剤を用いる場合には、公知の導電助剤を用いることができ、黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ(CNT)などの炭素繊維、または金属粉末等が挙げられる。これら導電助剤は1種または2種以上用いてもよい。
 導電助剤を用いる場合には、導電助剤の含有量は特に制限されないが、活物質100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下が挙げられる。なお、正極材料中に導電助剤が含まれる場合、導電助剤の含有量の下限値としては、通常、0.05質量部以上、0.1質量部以上、0.2質量部以上、0.5質量部以上、2質量部以上を例示することができる。
 本発明の電極材料は、必要に応じて増粘剤を含有させても良い。増粘剤の種類は、特に限定されないが、好ましくは、セルロース系化合物のナトリウム塩、アンモニウム塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸およびその塩等である。
 セルロース系化合物のナトリウム塩もしくはアンモニウム塩としては、セルロース系高分子を各種誘導基により置換されたアルキルセルロースのナトリウム塩もしくはアンモニウム塩などが挙げられる。具体例としては、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)のナトリウム塩、アンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩等が挙げられる。カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩もしくはアンモニウム塩が特に好ましい。これらの増粘剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 増粘剤を用いる場合には、増粘剤の含有量は特に制限されないが、活物質100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下が挙げられる。なお、増粘剤が含まれる場合、増粘剤の含有量の下限値としては、通常、0.05質量部以上、0.1質量部以上、0.2質量部以上、0.5質量部以上、1質量部以上を例示することができる。
 電極の作製方法は、特に限定されず一般的な方法が用いられる。電極材料をドクターブレード法やアプリケーター法、シルクスクリーン法などにより集電体(金属電極基板)表面上に適切な厚さに均一に塗布することより行われる。
 本発明の電極材料は、スラリー状とするために水を含有してもよい。水は特に限定されず、一般的に用いられる水を使用することができる。その具体例としては水道水、蒸留水、イオン交換水、及び超純水などが挙げられる。その中でも、好ましくは蒸留水、イオン交換水、及び超純水である。
 本発明の電極材料をスラリー状として用いる場合には、スラリーの固形分濃度は、10~90質量%であることが好ましく、20~85質量%であることがより好ましく、20~80質量%であることが特に好ましい。
 本発明の電極材料をスラリー状として用いる場合には、スラリーの固形分中の重合体量の割合は、0.1~15質量%であることが好ましく、0.2~10質量%であることがより好ましく、0.3~7質量%であることが特に好ましい。
 電極材料の調製方法としては特に限定されず、正極活物質あるいは負極活物質、本発明の電極用バインダー、導電助剤、水等を通常の攪拌機、分散機、混練機、遊星型ボールミル、ホモジナイザーなど用いて分散させればよい。分散の効率を上げるために材料に影響を与えない範囲で加温してもよい。電極用バインダーは本発明の電極用バインダーを溶媒とともに含有する「2.電極用バインダー組成物」の欄で説明した本発明の電極用バインダー組成物を用いることもできる。
 例えばドクターブレード法では、電極用スラリーを金属電極基板に塗布した後、所定のスリット幅を有するブレードにより適切な厚さに均一化する。電極は活物質塗布後、余分な有機溶剤及び水を除去するため、例えば、100℃の熱風や80℃真空状態で乾燥する。乾燥後の電極はプレス装置によってプレス成型することで電極材が製造される。プレス後に再度熱処理を施して水、溶剤、乳化剤等を除去してもよい。
<4.蓄電デバイス>
 本発明の蓄電デバイスは、前述の「3.電極」の欄で説明した正極と、負極と、電解液とを備えることを特徴としている。すなわち、本発明の蓄電デバイスに用いられる電極は、本発明の電極材料、即ち本発明の電極用バインダーを含んでいる。本発明の電極の詳細については、前述の通りである。尚、本発明の蓄電デバイスについては、正極と、負極の少なくとも一方に、本発明の電極用バインダーを含んだ電極材料を用いた電極を使用していればよく、本発明の電極用バインダーを含んだ電極材料を用いていない電極については、公知の電極を用いることができる。
 電解液としては、特に制限されず、公知の電解液を用いることができる。電解液の具体例としては、電解質と溶媒とを含む溶液、又は常温溶融塩が挙げられる。電解質及び溶媒は、それぞれ、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 電解質としては、リチウム塩化合物を例示することができ、具体的には、LiBF4、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22,LiN(C25SO22,LiN[CF3SC(C25SO23]2などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 リチウム塩化合物以外の電解質としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、トリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェート等が挙げられる。
 電解液に用いる溶媒としては、有機溶剤を例示することができる。
 有機溶剤としては、非プロトン性有機溶剤を挙げることができ、具体的にはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、ジプロピルカーボネート、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、ジエチルエーテルなどの直鎖エーテルを使用することができ、2種類以上混合して使用してもよい。
 常温溶融塩はイオン液体とも呼ばれており、イオンのみ(アニオン、カチオン)から構成される「塩」であり、特に液体化合物をイオン液体という。
 本発明での常温溶融塩とは、常温において少なくとも一部が液状を呈する塩をいい、常温とは電池が一般的に作動すると想定される温度範囲をいう。電池が通常作動すると想定される温度範囲とは、上限が120℃程度、場合によっては80℃程度であり、下限は-40℃程度、場合によっては-20℃程度である。
 常温溶融塩のカチオン種としては、ピリジン系、脂肪族アミン系、脂環族アミン系の4級アンモニウム有機物カチオンが知られている。4級アンモニウム有機物カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウム、トリアルキルイミダゾリウム、などのイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオンなどが挙げられる。特に、イミダゾリウムイオンが好ましい。
 なお、テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 また、アルキルピリジニウムイオンとしては、N-メチルピリジウムイオン、N-エチルピリジニウムイオン、N-プロピルピリジニウムイオン、N-ブチルピリジニウムイオン、1-エチル-2メチルピリジニウムイオン、1-ブチル-4-メチルピリジニウムイオン、1-ブチル-2,4ジメチルピリジニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 イミダゾリウムイオンとしては、1,3-ジメチルイミダゾリウムイオン、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムイオン、1-メチル-3-エチルイミダゾリウムイオン、1-メチル-3-ブチルイミダゾリウムイオン、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムイオン、1,2,3-トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2-ジメチル-3-エチルイミダゾリウムイオン、1,2-ジメチル-3-プロピルイミダゾリウムイオン、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 常温溶融塩のアニオン種としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどのハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、テトラフルオロホウ素酸イオン、硝酸イオン、AsF6 -、PF6 -などの無機酸イオン、ステアリルスルホン酸イオン、オクチルスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、ドデシルナフタレンスルホン酸イオン、7,7,8,8-テトラシアノ-p-キノジメタンイオンなどの有機酸イオンなどが例示される。
 なお、常温溶融塩は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 電解液には必要に応じて種々の添加剤を使用することができる。添加剤としては、難燃剤、不燃剤、正極表面処理剤、負極表面処理剤、過充電防止剤などが挙げられる。難燃剤、不燃剤としては、臭素化エポキシ化合物、ホスファゼン化合物、テトラブロムビスフェノールA、塩素化パラフィン等のハロゲン化物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸エステル、ポリリン酸塩、及びホウ酸亜鉛等が例示できる。正極表面処理剤としては、炭素や金属酸化物(MgОやZrO2等)の無機化合物やオルト-ターフェニル等の有機化合物等が例示できる。負極表面処理剤としては、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等が例示できる。過充電防止剤としては、ビフェニルや1-(p-トリル)アダマンタン等が例示できる。
 本発明の蓄電デバイスの製造方法は、特に限定されず、正極、負極、電解液、必要に応じて、セパレータなどを用いて、公知の方法にて製造される。例えば、コイン型の場合、正極、必要に応じてセパレータ、負極を外装缶に挿入する。これに電解液を入れ含浸する。その後、封口体とタブ溶接などで接合して、封口体を封入し、カシメることで蓄電デバイスが得られる。蓄電デバイスの形状は限定されないが、例としてはコイン型、円筒型、シート型などが挙げられる。
 セパレータは、正極と負極が直接接触して蓄電池内でショートすることを防止するものであり、公知の材料を用いることができる。セパレータとしては、具体的には、ポリオレフィンなどの多孔質高分子フィルム、紙等が挙げられる。多孔質高分子フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのフィルムが、電解液による影響が少ないため、好ましい。
 本発明を実施するための具体的な形態を以下に実施例を挙げて説明する。但し、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
 本実施例では、バインダーフィルム及びコインセルを作製し、バインダーフィルムの評価として膨潤フィルムの粘弾性試験、コイン電池の評価としてサイクル試験の測定を以下の実験にて行った。
<膨潤フィルムの作製方法>
 膨潤フィルムは以下のように作製した。まずシャーレにバインダー組成物を注入し、60℃で48時間乾燥させ、1mm厚のバインダーフィルムを作製する。得られたフィルムをプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートを3:7の体積比で混合された混合溶媒にて25℃で24時間浸漬させることで膨潤フィルムを作製する。
<粘弾性の測定方法>
 膨潤フィルムの粘弾性は以下の条件で測定した。
(測定装置)
 膨潤フィルムの粘弾性試験は、株式会社ユービーエム社製動的粘弾性装置Rheogel-E4000HPを用いて動的粘弾性測定により圧縮モード、押込み量1μm、測定温度25℃、周波数1Hzの条件で測定した。膨潤フィルムは直径5mmのものを用いた。結果は表2に示した。
<平均粒子径の測定>
 重合体の平均粒子径は以下の条件で測定した。
(測定装置)
 動的光散乱を用いた粒度分布測定装置:ゼータサイザーナノ(スペクトリス株式会社)
(測定条件)
1.合成したエマルジョン溶液50μLをサンプリングする。
2.サンプリングしたエマルジョン溶液にイオン交換水700μLを3回添加して希釈する。
3.希釈液から液を2100μL抜き取る。
4.残った50μLのサンプルに700μLイオン交換水を添加・希釈して測定する。
<凝集物の測定>
 重合体の凝集物は以下のようにして測定した。
 重合したエマルジョン溶液を150メッシュステンレス金網(関西金網株式会社製)で用いてろ過を行い、攪拌翼およびビーカーに付着している凝集物を掻き取る。その後、回収した凝集物をイオン交換水で洗浄し、24時間乾燥させ凝集物の質量を測定する。測定した凝集物量をエマルジョン収量で割り、凝集物量(質量%)とする。
[作製した電池の特性評価]
 作製したコイン電池の特性評価としては、充放電効率の測定を行った。
<充放電効率の測定>
(測定装置)
 充放電評価装置:TOSCAT-3100(東洋システム株式会社)
(測定方法)
 作製したコイン電池を、定電流-定電圧放電により、0.2Cで放電した。終止電流は0.04C相当であった。放電後、電池を10分間休止させた。次いで、0.2Cでの定電流充電により1.2Vまで充電した。上記の操作を1サイクルとし、充放電操作を50サイクル実施した。50サイクル目の放電容量を1回目の放電容量で割り百分率を行い、サイクル容量維持率(%)とした。評価結果を表2に示した。
[実施合成例1]
 ビーカーに、メタクリル酸ラウリル197.79g、メタクリル酸ベンジル136.63g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)21.12g、アリルグリシジルエーテル(大阪ソーダ製:ネオアリルG)10.02g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム6.40g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)1.60g、イオン交換水342g及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド(日油製:パーブチルH-69)0.87gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを3.9から8.1に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物C(重合転化率99%以上、固形分濃度40.0wt%、凝集量:0.0002wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.186μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.1mmであった。
[実施合成例2]
 ビーカーに、メタクリル酸ラウリル197.79g、メタクリル酸ベンジル136.63g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)21.12g、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(昭和電工社製:カレンズMOI-BP)10.02g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム6.40g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)1.60g、イオン交換水349g及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド(日油製:パーブチルH-69)0.87gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを4.4から8.0に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物B(重合転化率99%以上、固形分濃度40.0wt%、凝集量:0.0009wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.193μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.3mmであった。
[実施合成例3]
 ビーカーに、メタクリル酸ラウリル197.79g、メタクリル酸ベンジル136.63g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)21.12g、2-[0-(1'-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリラート(昭和電工社製:カレンズMOI-BM)10.02g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム6.40g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)1.60g、イオン交換水349g及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド(日油製:パーブチルH-69)0.87gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを3.0から8.1に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物C(重合転化率99%以上、固形分濃度40.0wt%、凝集量:0.0006wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.203μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.4mmであった。
[実施合成例4]
 ビーカーに、メタクリル酸ラウリル204.09g、メタクリル酸ベンジル126.61g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)14.83g、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー(共栄社化学製:UA-306H)20.04g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム6.40g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)1.60g、イオン交換水349g及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド(日油製:パーブチルH-69)0.87gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを3.0から8.1に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物D(重合転化率99%以上、固形分濃度40.4wt%、凝集量:0.002wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.183μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.2mmであった。
[比較合成例1]
 ビーカーに、アクリル酸n-ブチル197.79g、メタクリル酸ベンジル146.65g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)21.12g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム3.20g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)0.80g、イオン交換水352g及び重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.58gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを2.3から8.1に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物E(重合転化率99%以上、固形分濃度39.5wt%、凝集量:0.0003wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.279μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.0mmであった。
[比較合成例2]
 ビーカーに、メタクリル酸ラウリル197.79g、メタクリル酸ベンジル146.65g、アクリル酸5.45g、メタクリル酸15.27g、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油製:ブレンマーPE-90)14.51g、トリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学製:ライトエステル TMP)21.12g、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム6.40g、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA-157)1.60g、イオン交換水349g及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド(日油製:パーブチルH-69)0.87gを入れ、超音波ホモジナイザーを用いて、十分攪拌し乳液とした。攪拌機付き反応容器を窒素雰囲気下、58℃に加温し220分かけて乳液を添加した。乳液の添加後、更に1時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを3.0から8.2に調整し、エマルジョン溶液であるバインダー組成物F(重合転化率99%以上、固形分濃度40.3wt%、凝集量:0.0005wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.186μmであった。重合体における質量%を表1に示す。<膨潤フィルムの作製方法>で示した方法で得られた膨潤フィルムの厚みは1.0mmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 表1中、アクリル酸n-ブチル及びメタクリル酸ラウリルは構成単位(A)を形成するモノマー、メタクリル酸ベンジルは構成単位(B)を形成するモノマーである。また、反応性基の項目に記載されたモノマーは、構成単位(C)を形成するモノマーであり、エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基が、それぞれ、重合体中の反応性基となる。ポリエチレングリコールモノメタクリレートは構成単位(D)を形成するモノマー、架橋剤は構成単位(E)を形成するモノマー、アクリル酸及びメタクリル酸は構成単位(F)を形成するモノマーに相当する。
<電極の作製例>
[電極の実施作製例1]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の実施合成例1で得られたバインダー組成物Aの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た。得られた負極用スラリーを厚さ10μmの銅集電体上に100μmギャップのベーカー式アプリケーターを用いて塗布し、110℃真空状態で10時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ36μm、電極の密度1.6g/ccの負極を作製した。
[電極の実施作製例2]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の実施合成例2で得られたバインダー組成物Bの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た以外は電極の実施例1と同様にして電極を作製した。得られた電極の厚みは36μm、電極の密度1.6g/ccであった。
[電極の実施作製例3]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の実施合成例3で得られたバインダー組成物Cの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た以外は電極の実施例1と同様にして電極を作製した。得られた電極の厚みは38μm、電極の密度1.6g/ccであった。
[電極の実施作製例4]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の実施合成例4で得られたバインダー組成物Dの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た以外は電極の実施例1と同様にして電極を作製した。得られた電極の厚みは33μm、電極の密度1.6g/ccであった。
[電極の比較作製例1]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の比較合成例1で得られたバインダー組成物Eの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た以外は電極の実施例1と同様にして電極を作製した。得られた電極の厚みは35μm、電極の密度1.6g/ccであった。
[電極の比較作製例2]
 負極活物質としてグラファイト85.4質量部、SiO10質量部に、導電助剤としてアセチレンブラック1質量部、CNT(OCSiAL社製)0.1質量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩2質量部、バインダー組成物の比較合成例2で得られたバインダー組成物Fの固形分として1.5質量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が35質量%となるように水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して負極用スラリーを得た以外は電極の実施例1と同様にして電極を作製した。得られた電極の厚みは34μm、電極の密度1.6g/ccであった。
<電池の作製例>
[コイン電池の実施製造例1]
 アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、電極の実施作製例1で得た負極、セパレータとして厚み18μmのポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレン多孔質膜を1枚、更に対極として厚さ500μmの金属リチウム箔を貼り合わせた積層物に、電解液としてフルオロエチレンカーボネートを0.5wt%添加した1mol/Lの6フッ化リン酸リチウムのエチレンカーボネートとジエチルカーボネート(体積比3:7)を十分に含浸させてかしめ、試験用2032型コイン電池を製造した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の実施例1に示す。
[コイン電池の実施製造2]
 電極の実施作製例2で得た負極を用いた以外は、コイン電池の実施製造例1と同様にしてコイン電池を作製した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の実施例2に示す。
[コイン電池の実施製造3]
 電極の実施作製例3で得た負極を用いた以外は、コイン電池の実施製造例1と同様にしてコイン電池を作製した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の実施例3に示す。
[コイン電池の実施製造4]
 電極の実施作製例4で得た負極を用いた以外は、コイン電池の実施製造例1と同様にしてコイン電池を作製した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の実施例4に示す。
 [コイン電池の比較製造例1]
 電極の比較作製例1で得た負極を用いた以外は、コイン電池の実施製造例1と同様にしてコイン電池を作製した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の比較例1に示す。
 [コイン電池の比較製造例2]
 電極の比較作製例2で得た負極を用いた以外は、コイン電池の実施製造例1と同様にしてコイン電池を作製した。サイクル試験の測定の評価結果を表2の比較例2に示す。
 表2に実施例及び比較例の膨潤バインダーの粘弾性と電池物性評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 本発明の実施例1~4は比較例1~2と比較して、電解液に用いられる溶媒での膨潤状態で優れた動的粘弾特性を有することにより、コイン電池でのサイクル特性が良好であることが示された。
 本発明の電極用バインダーは、結着性に優れ、蓄電デバイスに用いた際には、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車載用途や家庭用電力貯蔵用の蓄電池等の蓄電デバイスにおいて、有用に用いられる。

Claims (7)

  1.  (メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーに由来する構成単位(A)と、
     下記一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R2は置換基を有していてもよい芳香族基である。)
    で表わされるモノマーに由来する構成単位(B)と、
     エポキシ基、(ブロックト)イソシアネート基、及びウレタン基からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するモノマーに由来する構成単位(C)と、
    を含む重合体を含む、電極用バインダー。
  2.  前記構成単位(B)が、下記一般式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R1は水素、又は炭素数1~4のアルキル基、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル基、炭素数1~3のアルキル基、又は置換基を有していてもよい芳香族基のいずれかであり、R13は炭素数1~3のアルキレン基、又はカルボニル基、R14は置換基を有していてもよい芳香族基、q、rはそれぞれ独立に0~3の整数であり、sは0~1の整数である。)
    で表わされるモノマーに由来する構成単位である、請求項1に記載の電極用バインダー。
  3.  更に、下記一般式(3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R15は水素原子又は炭素数1~4の直鎖もしくは分岐のアルキル基であり、xはそれぞれ独立に2~8の整数であり、nは2~30の整数である。)
    で表わされる水酸基を有するモノマーに由来する構成単位(D)を含む重合体を含む、請求項1又は2に記載の電極用バインダー。
  4.  更に、5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位(E)を含む重合体を含む、請求項1又は2に記載の電極用バインダー。
  5.  前記構成単位(E)において、前記5官能以下の多官能(メタ)アクリレートモノマーが、下記一般式(5):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、R16は、それぞれ同一または異なって、水素原子又はメチル基であり、R17は、5価以下の炭素数2~100の有機基であり、mは5以下の整数である。)で示される化合物である、請求項4に記載の電極用バインダー。
  6.  請求項1又は2に記載の電極用バインダーを含む電極。
  7.  請求項6に記載の電極を備える、蓄電デバイス。
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